NSBF简史（CSBF）本文采用了UCAR提供的信息，并补充了我对NSBF（CSBF）多年来的活动和变化的看法。目的是为人们提供一个NSBF，NSF气球计划的概述。NASA气球计划以及多年来的技术改进和变化的历史需要对存储在多个位置的记录进行详尽而详细的研究。需要有人做这项研究，并写下美国科学气球的详尽历史。在美国，科学气球已被证明是一个小众但至关重要的计划，用于开发空间传感器，培养科学家以更有经验地设计更加昂贵的卫星和空间科学系统，以及测试进一步用于空间有效载荷的系统。第二次世界大战后，随着聚乙烯共挤薄膜作为气球外蒙皮材料的新用途，科学气球在美国发展起来。在 1950 年代后期，有六个美国团体进行气球操作;美国海军、美国空军、Winzen公司、Raven公司、Shjeldahl公司和Gene Mills。当时聚乙烯气球的可靠性估计约为50%。气球飞行的支撑系统是简陋和有限的。虽然各团体之间进行了一些合作，但没有重点协助科学家或高空气球的潜在使用者有效利用这种飞行器。1960年6月，美国大气研究协会（UCAR）成立了国家大气研究中心（National Center for Atmospheric Research，NCAR）。NCAR的任务之一如下："...提供、合作或安排及支持提供国家大气研究设施，如气球、飞机、火箭、大容量计算机、微型气象网络等领域......”1960年12月，NCAR主任兼UCAR首席官员Walter Orr Roberts博士召集了政府和大学用户会议，讨论科学气球。这次会议的结论是：在NCAR成立气球工程小组，任命NCAR科学使用气球小组Roberts博士迈出了第一步，为NCAR内的气球工程小组招募了一名员工。Vincent E. Lally先生于1961年6月成为该小组的负责人，少数工程师和技术人员组成了核心。NCAR与美国联邦航空局谈判了一套运营规则，这些规则构成了多年来存在的良好工作关系的基础。下一步是确定气球飞行操作的位置。普林斯顿大学的Martin Schwarzschild博士从阿肯色州的霍普进行了一次试飞。他有兴趣在这个地方用于他的StratoscopeI实验的未来飞行。NCAR小组在美国气象局的协助下，根据气球需求进行了一项气候学研究，该研究建议阿肯色州，路易斯安那州和德克萨斯州东北部的一个地区用来进行气球飞行操作。
世界上第一台球载天文望远镜 stratoscopeI
Stratoscope I飞行试验
NCAR科学气球小组第一次会议于1961年10月17日举行。威斯康星大学的Verner Suomi博士当选主席。其他成员包括James Angeli，Alvin Howell，Allen Hynek，Charles Moore，Edward Ney和Martin Schwarzschild。除其他行动外，还建议NCAR建立一个永久性气球设施。在美国气象局的帮助下，与美国联邦航空局的密切合作，继续寻找永久性设施。希望，阿肯色州是最初的选择，但由于空中交通密度高得令人无法接受，被美国联邦航空局拒绝。德克萨斯州的克罗基特和德克萨斯州的巴勒斯坦是正在考虑的两个地点。德克萨斯州巴勒斯坦的选择得到了美国联邦航空局的批准。该选择于1962年3月26日由NCAR批准，并向国家科学基金会提交了正式建议。1962年4月，巴勒斯坦城和国家科学基金会就巴勒斯坦机场附近的土地达成了一项基本协议。1962年12月12日，文森特·拉利先生担任该设施的第一任NCAR主任，从巴勒斯坦发放台进行了第一次飞行，这是对StratoscopeII发放系统的测试。这次发放是在现场施工几个月后进行的。最初的建设包括一个6.5英亩的铺砌发放区，一个实验室和运营大楼，以及普林斯顿大学的“Stratoport”，支持施瓦茨柴尔德博士的StratoscopeII望远镜，以及一个中转和仓库建筑。Raven Industries是第一个运营新建立的站点的承包商。John Sparkman被任命为UCAR驻地经理，Dick Keuser被任命为Raven运营经理。1963年，从德克萨斯州巴勒斯坦开展了25次飞行任务。在这一年中，一项研究使用亚利桑那州的Page作为替代的冬季地点。1963年，在亚利桑那州Page开展了六次飞行。年内的整体成功率约为50%。到年底，巴勒斯坦设施的工作人员包括17名NCAR员工，12名Raven员工和两名美国气象局工作人员。第一个完整的运营年份是1964年。共飞行了83架次，其中15架是试飞。在科学飞行中，71%是成功的。“小蒂姆”是专门为支持气球操作而设计的新型发放车，于1964年3月建造并交付给NSBF。气球在中纬度对流层顶的故障率引发了对气球在非常寒冷的热带对流层顶的性能的质疑。1964年8月，巴拿马进行了一系列试飞，最终与Winzen签订了合同，为NCAR管理的国际安静太阳年（IQSY）计划提供气球。开始收购现有NSBF设施以西的土地，以支持一个名为CLAMSHELTER的项目，这是一个在发放操作期间保护气球的大型结构。工程问题和预算问题迫使取消了这一概念，新土地注定要变成新的大型发放台。Alvin Morris先生接替Vincent Lally先生担任气球设施的主任，而Lally先生则成为另一个NCAR项目的负责人。1965年至1970年间，科学气球飞行的范围扩大，平均每年86次气球飞行，1967年最多98次。这一时期科学气球飞行的成功率从68%稳步上升到84%。在印度海得拉巴、巴西阿莱格雷特、亚利桑那州利奇菲尔德公园、南达科他州苏福尔斯以及得克萨斯州巴勒斯坦和亚利桑那州佩奇进行了行动活动。在这个广阔的时期，电子支持系统的改进和发放系统的开发以及新的气球制造材料已经完成。UCAR于1967年接管了气球设施的工作人员，而不是利用合同运营支持人员来提供更好的连续性和效率。1970年，成功率保持在85%，全年共飞行83次。飞行业务在阿根廷巴拉那州、新泽西州莱克赫斯特、明尼阿波利斯、新墨西哥州霍布斯、新墨西哥州索科罗和加利福尼亚州奇科进行。此外，气球设施的工作人员在五次从澳大利亚起飞的飞行上为美国科学家提供支持。将Tiny Tim（发放车）从三轮车转换为四轮车，将转向系统从电动控制改装为比例液压控制。这一变化减少了路面的负荷，提高了车辆的转向能力。巴勒斯坦开发了一种低温氢气充气系统，并被认为适合现场使用。气球小组于1970年5月举行会议，并批准了推动该计划未来五年的三个主要发展领域。首先，将长时间气球能力提高到零压飞行长达72小时，超压飞行数周，以及发放高达1亿立方英尺的气球。第二，提高科学保障的飞行数据带宽。第三，在南半球发展高质量的气球设施。1971年4月，Alfred Shipley先生成为主任，所有工作人员在德克萨斯州巴勒斯坦合并为一个小组。开始规划新的有效载荷中转楼和发放台;这些设施将位于现有设施以西295英亩的土地上。开始改进综合仪表包（CIP），并使用Omega进行飞行导航。在接下来的几年里，新的电子数据和导航系统被发展，提高了系统可靠性和数据带宽。飞行成功率从1971年到1975年的81%波动到1975财年的89.5%。在此期间，气球可靠性随着电子系统可靠性的提高而提高。在此期间，气球飞行从澳大利Toowoomba和阿根廷爱荷华州苏城、巴拉那州、阿根廷里约夸尔托、德克萨斯州米德兰和阿肯色州霍普发放，大部分飞行从德克萨斯州巴勒斯坦出发。1973年3月，在澳大利亚布里斯班附近发放的超压气球在南纬23至30度完成了地球的两次环球飞行。飞行被命令终止，有效载荷在距离发放场9英里的地方恢复。这是首次全球飞行的按计划回收。到1975财政年度结束时，NSBF已经完成了1，000多次气球飞行，其中包括来自德克萨斯州巴勒斯坦的894次。在1975年至1978年期间，NSBF继续通过更好的计算机，升级飞行电子包，开发测距系统，更有能力的跟踪飞机（用塞斯纳410A取代塞斯纳310J）以及开发使用飞行遥测系统的简单测距系统来完善作战能力。通过飞行准备审查、低空测风的标准程序以及购买MPS-19自动跟踪雷达系统，改进了操作技术。1978年7月，新的中转大楼在多次预算延误后完工并投入使用。更好的长时间飞行能力的开发始于1977年对双气球系统的详细研究，该系统使用零压气球进行负重和超压球体作为压载物。Sky Anchor系统的开发包括1982年的大量试飞，结果好坏参半。到1977年，NSBF在重载飞行（定义为总悬挂重量超过1，500kg）上的故障率从前两年的25%左右增加到43%。调查集中在两个领域：发放动力学和气球设计。NASA暂停了所有NASA资助的实验的重载飞行。NASA重型气球审查委员会提出了一项为期六个月的NASA资助的重型气球测试和开发计划。在接下来的几年里，气球设计的改进，在发放过程中使用软项圈约束，新的36英寸发放滚筒使得重载飞行的成功率显着增加，导致NASA在1979年3月解除暂停。NSBF在1978年至1980年期间首次利用海事卫星的全球通信能力、NASA跟踪和数据中继卫星系统（TDRSS）和SMS/GOES卫星来支持长时间的气球飞行。采购了GOES的气球飞行硬件并进行飞行测试。在改进气球设计方面，在巴勒斯坦制造了第一次带有外部多层头的气球，而不是以前制作的内部多层头。外部多层头在发放过程中增加了对气球的保护，并在漂浮高度提供了更好的气球结构支撑。1981年9月，“天锚”飞行从南卡罗来纳州的格林维尔发放。该系统漂浮了43.5小时，然后在俄克拉荷马州西部终止。这次飞行确立了从美国东部某个地点进行长时间飞行的可行性。在80年代中期，气球系统取得了许多工程进步。其中包括：用于LDB飞行（CAPTN）电信和导航的计算机增强平台；测试发放重有效载荷的新技术；致力于新的超压设计概念；随着1980年代的开始，NASA成为NSBF任务的重要组成部分。1981年5月，NSBF支持大气科学相关测量计划，该计划涉及对设计在同一气团下发放的三个吊舱进行多次实验。1982年，平流层气球相互比较计划得到支持。这包括在三个半小时内进行的四次气球发放。1983年，该设施和计划的赞助从NSF转移到NASA。NASA气球科学家工作组的成立是为了就NASA气球计划的性能和管理需求（包括NSBF的运营和支持）向NASA提供咨询。NASA气球计划管理属于NASA Wallops飞行设施亚轨道计划结构，Larry Early先生担任部门经理，Harvey Needleman先生担任气球项目经理。NSBF继续由UCAR管理和配备人员，Alfred Shipley先生担任主任。气球可靠性问题的增加，特别是在1980年代初期的重型有效载荷需求牵引下，致NSBF的材料测试性能得到提高。此外，还开始全面加强对薄膜挤出和球膜制造的监控。NASA启动了一项计划，以创建稳定的标准气球设计，同时对气球薄膜进行鉴定以提高可靠性。NASA设计了一项测试计划，以鉴定薄膜和气球设计，与当前的薄膜挤出机和气球制造商Winzen International和Raven Industries一起制定。到1980年代中期，Raven "Astrofilm-E" and Winzen "SF-372"被NASA认证为合格气球设计的薄膜。80年代初灾难性气球故障数量增加，特别是出现了有效载荷/降落伞与气球无法分离的故障。这种手动命令的地面分离操作必须在气球故障后的几秒钟内执行。NSBF工程师开发了一种飞行系统“爆裂探测器”，以使此操作自动化。该硬件装置放置在降落伞顶部靠近炸药切割器的位置，导致降落伞/有效载荷与气球分离。虽然弹簧加载的微动开关，但立即检测到气球的升力损失并触发了炸药切割器。“爆破探测器”在可靠运行 25 年后依然用于现在的飞行系统。1980年代的气球操作涉及更偏远和到国外发放的趋势。1981年，在巴西，考艾岛 - 夏威夷和南卡罗来纳州支持飞行活动。1982年，有飞往南卡罗来纳州格林维尔，加拿大汤普森和密苏里州马尔登的飞行活动。1987年超新星SN1987A的发生导致在澳大利亚爱丽斯泉的总共进行了24次飞行，以支持伽马射线实验。新墨西哥州萨姆纳堡被选为发放场，此前由于有效载荷和气球回收的安全问题，NASA决定取消在巴勒斯坦以东的飞行。在80年代，科学界的几位主要研究人员主张需要更长的气球飞行来满足他们的科学要求。在100，000英尺以上的高度至少飞行五天，促使NSBF计划从澳大利亚爱丽斯泉发放两次零压气球飞行，计划在南美洲巴西终止。1980年代初，每年的气球飞行总数平均约为50次。这个数字在十年中有所下降，1988财年有46个飞行，1989财年有22个飞行，1990财年有27个飞行。这一时期的趋势是更大，更重，更复杂的有效载荷，涉及物理学，伽马射线和红外天文学实验，大气科学实验较少。到本世纪末，气球和科学的成功率接近95%。在1980年代中期，NASA决定开放NASA气球计划的工程支持合同和NSBF的运营。这是第一次涉及NSBF人员配备的公开合同竞赛。NASA的一个主要问题是在可能的承包商过渡期间保留NSBF的熟练员工。任何学校都不教授气球操作的技能。熟练人员的唯一来源是NSBF或新墨西哥州阿拉莫戈多霍洛曼AF基地的空军气球计划。至少有四项提案，包括现任的UCAR，已提交给NASA进行评估。1987年7月，NASA宣布将合同授予新墨西哥州立大学物理科学实验室。PSL/NMSU于1987年10月1日接管了NSBF的管理。在承包商过渡期间，在加拿大阿尔伯特王子进行气球发放作业，并计划在澳大利亚爱丽斯泉进行。PSL雇用了所有现任运营人员以及大部分工程和支持人员。PSL项目经理Art Gilcrease，NSBF现场经理Dwight Bawcom和NSBF行政经理Terri Kuenstler是目前唯一从新墨西哥州拉斯克鲁塞斯搬到德克萨斯州巴勒斯坦的PSL / NMSU工作人员。绝大多数技术支持人员过渡到PSL / NMSU。根据新合同，对NASA气球计划运营的支持继续顺利进行，在合同转换几周后，发放人员离开巴勒斯坦前往澳大利亚爱丽斯泉。由于NASA于1987年5月启动了从超新星SN1987A收集伽马射线科学数据的计划，该计划具有许多高优先级气球有效载荷，因此对于操作来说，这是一个特别关键的时刻。在接下来的两年里，爱丽斯泉在六个独立的活动中总共发放了24次气球飞行。1987年NASA的飞行安全分析结论限制了NSBF发放在德克萨斯州巴勒斯坦以东飞行的气球，并为新墨西哥州萨姆纳堡以东的气球创建了一个禁飞区（大致是任何可以飞越俄克拉荷马城和德克萨斯州达拉斯之间线的东西）。1992年，NSBF在加利福尼亚州达格特附近建立了一个气球发放场，目标是发放气球向东飞入德克萨斯州的狭长地带进行飞行终止。虽然这个概念看起来很有吸引力，但有几件事证明它站不住脚;发放场天气条件恶劣，空中交通管制限制。从那时起，CONUS中视线零压气球飞行的常规支持操作概念一直是从新墨西哥州萨姆纳堡出发的平流层转机飞行和夏季从NSBF向西飞行的飞行。支持从萨姆纳堡出发的转机前和转机后飞行，使用 NSBF 作为东行飞行的下程站，将亚利桑那州霍尔布鲁克作为向西飞行的下程站。对可移动有效载荷发放车的需求增加，重新设计采购了移动发放车（MLV）。基于NSBF的大型有效载荷发放车“Tiny Tim”由于其极宽的轴距且无法轻松拆卸而无法从NSBF移动。车辆规格的独特性导致NSBF在商业采购不到后，不得不委托定制设计和制造MLV。设计和建造的任务是新墨西哥州拉斯克鲁塞斯的PSL / NMSU ，这种独特的，独一无二的车辆于1991年交付给新墨西哥州萨姆纳堡，能够处理高达8，000磅的有效载荷重量，比Tiny Tim多1500磅。Parnell博士对至少五天飞行的科学要求是NSBF支持长时间气球飞行的开始。最初的概念是调整视线仪器和系统，以支持这些飞行，并使用ARGOS卫星系统进行最少的监测。NASA的长持续时间气球项目于1987年初在NSBF开始，使得1988年初从澳大利亚爱丽斯泉发放了两个LDB零压气球。这两个飞行的计划是环游半个地球，飞行7-10天后在巴西终止飞行。NSBF的一个小组在INPE的巴西气球组织的协助下驻扎在巴西，以实施有效载荷回收。两个气球最终都飞往巴西。两者都没有任何实时超视距指挥能力。每个都携带约3，000磅的压载物，并带有控制压载排放的自动压舱系统。其中一次飞行几乎完美地停留在 100，000 英尺以上的高度，超过 95% 的飞行。另一次飞行几乎是一场灾难！自动压舱系统在最初几天没有运行，也没有压舱掉落。当气球接近非洲时，它似乎可能会落回对流层顶并返回地面。由于某种未知的原因，很可能是由于附近的风暴，有效载荷掉落了所有的压舱物，冲升到130，000英尺的高度，穿过非洲和南大西洋的下部继续到达巴西。气球飞行被NSBF工作人员在巴西的LOS指挥部终止，有效载荷落在海岸以西一个小镇的一所房子顶部。1500磅的有效载荷穿透了房屋的屋顶，但没有人受伤。NSBF能够协商解决损坏问题并取回有效载荷。这两次飞行推动了NASA启动一个项目，开发专门设计用于支持LDB飞行的系统。1988年1月的这两次飞行基本上是经过修改的视线控制系统，以满足LDB飞行要求，Argos通过卫星拍摄气球飞行状态，LORAN用于导航/定位。科学界对携带重型（至少3，000磅）在中纬度地区进行长时间飞行非常感兴趣。这一优先事项通过NASA气球工作组会议表达了，该会议确立了10天的目标，在100，000英尺高度以上有3，000磅的有效载荷。NASA和PSL / NSBF工作人员团队于1989年成立，为未来的LDB系统提供概念设计。这项工作的目标是中纬度LDB飞行。然而，在最初的审议中，NASA气球计划办公室将目标改为支持适合从麦克默多、南极洲和阿拉斯加发放的极地纬度飞行。PSL / NMSU项目团队由NASA-WFF气球计划办公室监督。新的LDB系统的首次飞行是在1989年1月进行的。系统设计问题导致两次飞行的任务失败。1990年12月在南极洲麦克默多发放了一个经过改进的LDB系统，从而成功地完成了一次飞行任务。在整个 1990 年代和 21 世纪的前十年，LDB 支持系统和科学有效载荷已经通过提高可靠性、任务前测试和科学数据实时下行链路带宽以及机载数据容量进行了改进。在1990年代中期，NSBF工作人员与摩托罗拉合作，为LDB系统开发了一种“廉价”的转发器，以利用NASA TDRSS功能。该转发器提高了上行链路和下行链路的能力和可靠性。自1989年以来的18年中，大约35次LDB飞行从南极洲的麦克默多发放。最长的LDB飞行超过40天，绕南极洲绕了三圈。NASA LDB功能已被证明是从事最先进科学和开发新传感器系统的研究人员的可靠且负担得起的工具。80年代NSBF的作战保障理念基本上是固定基地作战，春季和秋季飞行计划繁重，夏季进行一到两次远程飞行试验，冬季进行飞行硬件维护。随着80年代后期澳大利亚飞行试验的大量增加，从新墨西哥州萨姆纳堡起飞的飞行数量增加，每年10月下旬开始的为期8-10周的南极洲飞行试验，加上至少一次远程CONUS飞行试验，操作人员适应了非常高的旅行时间表，飞行系统维护的停机时间很少或没有。对人员配置计划进行了修改，以同时容纳两个人员配备齐全的外地运动和NSBF有限的业务能力。90年代的例行飞行活动包括前往加拿大马尼托巴省林恩湖的几年，使用加拿大萨斯喀彻温省阿尔伯特王子的远程下传LOS站发放两到四个有效载荷，以支持在加拿大阿尔伯塔省和平河地区终止的飞行。研究了一项将MLV移至林恩湖以支持气球发放的计划，但车辆从未被运送到该地点。在90年代，从南极洲出发的LDB飞行越来越受到重视，导致NSBF的基础设施发生了变化。在NSBF设计和建造了一座LDB有效载荷集成大楼，靠近现有的有效载荷暂存设施。这个高架设施可容纳两个有效载荷，并配有单轨起重机来移动重型有效载荷。现有的大型热室安装在该建筑物中，以及一个运营中心，以支持LDB飞行。在同一时期，NASA批准了改善降落伞和索具车间的资金，并彻底改造了NSBF管理的设施。NSBF还建造了一座新的工程和管理办公楼。与此同时，NASA决定在新墨西哥州萨姆纳堡建立一个永久性设施，并在萨姆纳堡机场购买土地。建造了一个新的大型高架有效载荷暂存和集成设施，其中还包括一个气球飞行运营中心。在NASA于1983年接管NSBF管理后，科学有效载荷的重点在接下来的十年中发生了变化。大气科学有效载荷在80年代初至中期主导了NSBF的运作。这些飞行中的大多数都强调有效载荷，一名PI和一些研究生。大气有效载荷继续在NASA高层大气研究计划的赞助下飞行。然而，现在每年只有一两个飞行。宇宙射线，伽马射线和高能粒子物理实验在1987年的超新星飞行中开始占主导地位。NASA气球工作组要求更重的有效载荷能力，在南极洲常规支持至少两个有效载荷的能力，并转向三个有效载荷发放能力。随着LDB系统能力的提高，科学有效载荷变得更加复杂，包括多个PI，博士后研究人员和研究生的团队。科学有效载荷的可靠性相对较低，在80年代是可以接受复和重新飞行有效载荷，随着90年代从南极洲建立的例行发放，这种方式显得不太显示。NASA BPO在将系统运往南极洲之前制定了飞行系统和有效载荷集成测试要求，以确保南极洲飞行科学成功的可能性更高。在90年代后期，NASA气球计划办公室建立了超长持续时间气球项目（ULDB）。该项目的最初目标是建立利用新的高强度薄膜的“南瓜”形超压气球在120，000英尺高度支持1，000磅科学有效载荷100天飞行的能力。NSBF为开发新的ULDB气球发布了竞争性RFP。Raven Industries赢得了生产第一个规模测试气球的合同。NSBF和PSL / NMSU参与了球膜压力控制系统和仪表支持系统的设计。最初的气球设计显示出希望，但随着气球尺寸的扩大，气球设计和操作可靠性是限制因素，导致项目严重延误。到2007年，一些重新设计和测试膨胀似乎解决了可靠性问题。2008年，正在为飞行测试建造较小的测试气球。随着LDB飞行支持系统的发展和变得可靠，NSBF支持从阿拉斯加费尔班克斯向西飞越阿拉斯加，俄罗斯，瑞典，挪威，格陵兰岛和加拿大的LDB飞行尝试。1998年，一架LDB飞行成功从费尔班克斯起飞，并在加拿大北部终止。事实证明，飞越俄罗斯领土的谈判不可能成功。第二年，由于俄罗斯拒绝允许飞行，NSBF活动不得不在发放前几天取消。没有进一步的气球飞行从费尔班克斯，AK。然而，NSBF开始与瑞典人进行谈判，从瑞典基律纳的Esrange推出LDB飞行，用于向西飞往加拿大北部或阿拉斯加的飞行终止飞行。此外，NASA高层大气研究（UAR）计划要求在北极大气层发放有效载荷以进行短途飞行。随着基律纳的飞行操作成为21世纪头十年的常规，NSBF，NASA气球计划和瑞典人之间的关系已被证明是可靠的，有利于北极的LDB飞行以及UAR要求。可以看到CSBF区域的卫星图像。右边的“螃蟹状”土地特征是以前的发放台，直到左边的铺砌圆形区域建成为止一直使用。中间是基地的所有建筑物。在世纪之交，一些管理变革开始了。Dwight Bawcom于2000年10月退休，，Phil Copeland成为NSBF现场经理，直到2002年辞职，Danny Ball成为经理。大约在同一时期，Harvey Needleman先生作为NASA气球项目经理退休，Steve Smith先生接任该职位。2005年，史密斯先生辞职，大卫·皮尔斯先生接管了NASA气球计划的管理。Steve Hottman先生成为合同的PSL / NMSU项目经理，负责管理NSBF，并为NASA GSFC / WFF气球计划办公室提供工程支持。2007年10月，PSL/NMSU通过三次合同，度过了管理NSBF的20周年纪念日。NSBF成为从哥伦比亚号航天飞机灾难中恢复碎片的焦点。在德克萨斯州东部搜寻零件和碎片的恢复小组将大部分材料带到NSBF进行记录和分类。NSBF的主要整合设施用于这一目的已有数月之久。2006年，NASA将NASA国家科学气球设施更名为NASA哥伦比亚科学气球设施（CSBF），以纪念航天飞机宇航员。在21世纪的第一个十年，CSBF不断发展和改进气球飞行系统。CSBF一直使用在线降落伞配置进行有效载荷回收。多年来，这已被证明是一种非常可靠的有效载荷回收配置。然而，其中一个问题是降落伞打开冲击。由于打开冲击问题导致有效载荷损坏和破坏，多年来已经建立了吊舱规格和认证技术，以尽量减少这些问题。在 1980 年代后期，建立了吊舱认证计划，其基本要求是证实吊舱承受 10 g开伞冲击的能力。多年来，NSBF为缓解开场冲击而进行的几个项目被证明是无效的（中央负载核心项目），并且护罩线撕裂缝合。最近，由先锋降落伞公司设计的终端系统撕裂缝合系统已被证明是显着减少打开冲击的有效方法。事实证明，在有效载荷撞击地面后切断降落伞的能力是很有必要的，它不会给系统增加显着的重量，但可以避免有效载荷损坏。在过去的几年中，CSBF利用现有的CSBF飞行硬件以及小型仪表包和处理系统，开发了安全可靠的自动释放系统。该系统在从南极洲麦克默多站发放的几次飞行中被证明是可靠的。在麦克默多站成功发放气球10年后，南极洲NASA，CSBF和NSF协调设计和建造了一套便携式设施，以支持NASA在罗斯冰架威廉姆斯机场的气球操作。这些设施由两个 25 英尺高的单元组成，以支持有效载荷的组装、测试和集成。其他三个便携式单元包括一个车间、一个带有两个圆顶保护天线的遥测站和一个双发电机动力单元。每个单元都安装在滑橇上，这使得它们能够在每个季节气球操作完成后移动以进行存储。这些装置提供了资产，以可靠地支持罗斯冰架上的气球操作，由于冰的移动，该装置每个季节都必须搬迁。在罗斯冰架的填充表面上执行可靠的动态有效载荷气球发放的车辆由加拿大的Foremost Corp设计。这种车辆类似于用于在南极洲运输货物的车辆，现在已经提供了稳定可靠的发放系统。在麦克默多站增加这项资产提高了CSBF工作人员在发放操作期间的安全性以及更好的冰架机动性。涉及超压气球（SPB）开发的NASA ULDB项目于2015年在新西兰瓦纳卡建立了一个新的气球发放场。这个中纬度南半球站点使NASA能够支持发放有效载荷的目标，这些有效载荷旨在满足100天的飞行任务要求，并提供环绕地球的低风险气球飞行。在新西兰瓦纳卡开展了四次SPB活动（2015年，2016年，2017年，2023年），并且仍在继续开发可操作的SPB发放车。NASA / CSBF支持JPL开发下一代降落伞以用于未来火星任务的努力。该项目涉及开发静态发放气球有效载荷发放系统，以满足操作人员的安全要求。低密度超音速减速器（LDSD）系统涉及带有武装固体燃料火箭发动机的有效载荷。移动塔设计用于将有效载荷从地面提升约70英尺。该系统旨在使气球和有效载荷能够在塔架500英尺安全半径内无需操作人员即可发放。2014年和2015年夏天，在夏威夷考艾岛的太平洋导弹靶场设施（PMRF）成功执行了两次支持LDSD项目的发放操作。这种静态有效载荷发放设施为NASA气球计划提供了广泛的能力，以支持安全气球发放操作，远离有效载荷中存在各种危险。在NMSU / PSL下运营25 +年后，NASA授予轨道科学公司合同，以支持2014年NASA气球计划。从那时起，经过一些公司变更，Northrup Grumman太空系统公司是支持NASA气球计划的当前承包商。在德克萨斯州巴勒斯坦气球设施的整个生命周期中，每年发放的飞行数量一直在增长，稳定下来，然后减少。这个数字在 70 年代末和 80 年代初达到顶峰，每年有 75 个飞行。在80年代末和90年代初，它平均每年约有40个飞行。在世纪之交，平均飞行数量约为25次。如今，平均每年已降至约18个飞行。在科学气球的早期，有效载荷基本上是经过实验室实验的修改，可以在气球上飞行。如果他们失败或没有达到目标，他们就会被回收、改进并再次飞行。气球和氦气相对便宜，并且可以支持有效载荷的多次飞行。随着有效载荷重量的增加，科学实验变得更加复杂和昂贵。气球尺寸增加，气球成本上升，操作支持成本上升迫使科学界提高实验可靠性，同时需要提高气球和操作支持系统的可靠性。在70年代和80年代，气球飞行的可靠性约为85%，薄膜和气球制造质量存在一些干扰。在整个80年代和90年代，气球的可靠性提高到目前的水平，任务成功率约为94%。目标是100%可靠的气球，但是如果没有非常昂贵的技术，将基本上是100%手工制作且不受生产后检查的产品提高到100%水平的能力已被证明是难以实现的。在1987年PSL / NMSU接管NSBF管理后，向前UCAR员工提供的UCAR 25年历史手册；1987-2000年我担任NSBF现场经理期间的个人笔记和日记；34年的全职职业生涯包括7年在NMSU担任遥测工程师，3年在洛克希德电子公司从事NASA航天飞机反应控制发动机测试的数据处理，3年在沙特阿拉伯吉达的洛克希德公司安装和测试空中交通管制系统，3年在Kentron International监督遥测系统运营并管理夸贾林导弹靶场的靶场工程，马绍尔群岛，在NMSU从事NASA探空火箭支持技术管理4年，美国空军气球计划的遥测系统支持，美国陆军遥测系统支持，担任新墨西哥州立大学下属德克萨斯州巴勒斯坦的NASA国家科学气球设施现场经理13年。2000年从NMSU退休后，为南极洲的NASA气球计划提供兼职管理支持和技术支持，包括协调麦克默多站气球操作的新支持设施。最近与NMSU合作，在新墨西哥州拉斯克鲁塞斯开发无人机作战能力。美国第一个民用平流层气球发放永久基地的起源可以追溯到60年代初，当时在科罗拉多州博尔德成立，国家大气研究中心（NCAR）机构重新召集了一群参与大气调查的科学家。新中心的优先事项之一是开发一个科学的气球计划以及一个设备齐全的发放基地。当时，美国至少有10个科学团体定期使用平流层气球进行研究，他们对这项工作表现出更大的兴趣。最初，普遍意见是使用新墨西哥州霍洛曼空军基地的设施和现有基础设施，但这会降低目标的计划独立性。此外，空军非常不愿意允许外国科学家进入其设施，因此很明显，该倡议必须在军事领域之外进行开发。在普林斯顿工作的科学家马丁·史瓦西（Martin Schwarzschild）负责一个名为Stratoscope II的项目。这是一架巨大的望远镜，由气球（当时是美国第六大望远镜）带到平流层。他们对飞行的要求是NCAR开始寻找建立永久基地的地方的基石：它必须是一个或多或少位于该国中部的地点，以便允许在冬季向东飞行，在夏季向相反方向飞行。这最终将搜索限制在俄克拉荷马州，阿肯色州和德克萨斯州。最初，阿肯色州的希望小城被选中是因为它有一个神话般的机场和伟大的机库，但联邦航空管理局（FAA）没有授权他用于气球发放，因为它位于几个国家航空公司的中间。为了解决这个问题并帮助选举，美国联邦航空局在德克萨斯州东部为NCAR分配了或多或少充足的空域，以便他们可以选择更好地满足他们要求的城市。该区域远离人口稠密的主流商业交通航线。在评估了几个城市之后，最终的选举是巴勒斯坦，一个位于美国联邦航空局指定区域中心的小镇。该地点设有机场，建立基地的消息引起了当地人的热情。此外，它位于北部，因此夏季的气球不会越过墨西哥边境（禁止从极限飞行 50 英里），冬季向东飞行，没有接近墨西哥湾的人口稠密区。因此，第一批建设工程开始于以前属于机场旁边的旧军事基地的土地上。基地的工程于1962年完成，但直到下一个十年，行政和组织部分仍将留在科罗拉多州博尔德的NCAR总部。同年10月，尽管该基地尚未正式落成，但进行了平流层镜II项目的首次飞行，最终于1963年8月13日进行了首次发放。可惜的是，尽管这是一次正常的飞行，但终止系统出现故障，因此气球和有效载荷在太平洋上丢失了。这是新基地的正式落成典礼，该基地被命名为国家科学气球飞行站。1964年，基地已经算上了一个铺砌的发放区，从空中看似乎是一只螃蟹，它的腿是一系列朝向不同方向的方式（见上图），以允许飞行列车的延伸根据风吹的方向。同年，遥测设备和指挥控制系统也得到了显著的改进，并实现了数字化。此外，两个可移动的遥测站也被添加到站设置中，扩大了飞行气球的范围。第二年，一辆特别设计的发放车出现在基地：“小蒂姆”。它的构造是为了在发放时处理科学有效载荷，因此它们在关键阶段不会受到打击或撞击地面。这是第一辆专门为协助发放气球而建造的发放车。1970年代初，基地非常繁忙，有两次年度飞行试验，一次在 4 月至 5 月之间，另一次在9 月至 10 月之间。在此期间，这个充满科学家和技术人员的小镇从全国和世界的四个角落来到这里。这也是需要建造一个更大的发放台的时候，以充分处理体积接近百万立方米的较大气球。这个新的垫子（上面方案中的宽敞圆形区域）建于 1973 年，由一个直径近 150 m的圆形铺砌区域组成，周围环绕着另一个近 300 m的圆形草地，允许发放今天尚未制作的气球（3.000.000 m3）或最多同时发放两次。同年，该站再次更名为国家科学气球设施（NSBF）。1986年，该站点开始由新墨西哥州立大学（NMSU）管理，并在接下来的28年中连续续签合同。自2014年以来，该设施由Orbital ATK管理。今天，该基地拥有操作任何大小气球所需的所有基础设施，包括整合科学吊舱、仓库、机库、一个完整的气象站，有三名全职气象学家，以及 2 架飞机塞斯纳飞机。最近，控制中心的技术得到了改进，可以实时分析飞行中气球的科学和飞行信息，而不管它们从哪里发放。虽然在最初的几年里，飞行是在冬季进行的，但由于气球有可能向墨西哥湾人口稠密的地区移动或滑入空中交通走廊，这些飞行已被美国宇航局禁止。相反，在这几个月里，活动是从新墨西哥州的萨姆纳堡进行的，这是最近几年另一个发放基地，其飞行次数超过了从巴勒斯坦进行的飞行次数。2006年2月，该装置第二次更名，现在被称为哥伦比亚科学气球设施（CSBF），以纪念2003年航天飞机坠毁的受害者。自50年前落成以来，巴勒斯坦基地进行了1500多次平流层气球发放，是美国最活跃的飞行设施之一。
NSBF简史（CSBF）
