Лаборатория реактивного движения ( JPL ) — это финансируемый из федерального бюджета научно-исследовательский и опытно-конструкторский центр ( FFRDC ) в Ла-Каньяда-Флинтридж, Калифорния , Кресента-Вэлли, США. [1] Основанная в 1936 году исследователями Калифорнийского технологического института , лаборатория в настоящее время принадлежит и спонсируется Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства ( NASA ), а администрируется и управляется Калифорнийским технологическим институтом . [2] [3]
Основная функция лаборатории — строительство и эксплуатация планетарных роботизированных космических аппаратов , хотя она также проводит околоземные и астрономические миссии. Она также отвечает за эксплуатацию NASA Deep Space Network ( DSN ).
Среди основных активных проектов лаборатории можно отметить миссию Mars 2020 , включающую марсоход Perseverance ; миссию Mars Science Laboratory , включающую марсоход Curiosity ; Mars Reconnaissance Orbiter ; космический аппарат Juno , вращающийся вокруг Юпитера ; спутник SMAP для мониторинга влажности почвы на поверхности Земли; рентгеновский телескоп NuSTAR ; и астероидный орбитальный аппарат Psyche . Он также отвечает за управление базой данных JPL Small-Body Database и предоставляет физические данные и списки публикаций для всех известных малых тел Солнечной системы .
Центр управления космическими полетами и двадцатипятифутовый космический тренажер Лаборатории реактивного движения признаны национальными историческими достопримечательностями .
JPL берет свое начало в 1936 году в Авиационной лаборатории Гуггенхайма в Калифорнийском технологическом институте (GALCIT), когда в Арройо Секо была проведена первая серия экспериментов с ракетами в США . [5] В этом первоначальном начинании участвовали аспиранты Калтеха Фрэнк Малина , Цянь Сюэсэнь , [6] [7] Уэлд Арнольд [8] и Аполлон МО Смит , а также Джек Парсонс и Эдвард С. Форман , которых часто называли «Отрядом самоубийц» из-за опасного характера их экспериментов. [9] Вместе они испытали небольшой двигатель, работающий на спирте, чтобы собрать данные для дипломной работы Малины. [10] Научным руководителем Малины по диссертации был инженер/аэродинамик Теодор фон Карман , который в конечном итоге обеспечил финансовую поддержку армии США для этого «Проекта ракеты GALCIT» в 1939 году.
В первые годы проекта работа была в основном сосредоточена на разработке ракетных технологий. В 1941 году Малина, Парсонс, Форман, Мартин Саммерфилд и пилот Гомер Буши продемонстрировали армии первые ракеты с реактивным двигателем ( JATO ). В 1943 году фон Карман, Малина, Парсонс и Форман основали корпорацию Aerojet для производства ракет JATO. В ноябре 1943 года проект получил название Лаборатория реактивного движения, официально став армейским учреждением, работающим по контракту с университетом. [11] [12] [13] [14] В том же году Цянь и двое его коллег составили первый документ, в котором использовалось название Лаборатория реактивного движения. [15]
На конференции NASA по истории ранней ракетной техники Малина написал, что работа JPL «считалась включающей» исследования, проводимые GALCIT Rocket Research Group с 1936 года. [16] В 1944 году Парсонс был исключен из-за его «неортодоксальных и небезопасных методов работы» после одного из нескольких расследований ФБР о его причастности к оккультизму, наркотикам и сексуальной распущенности. [17]
В годы существования JPL в армии лаборатория разработала две важные развернутые системы вооружения: баллистические ракеты средней дальности MGM-5 Corporal и MGM-29 Sergeant , ставшие первыми американскими баллистическими ракетами, разработанными в JPL. [18] Она также разработала несколько других прототипов систем вооружения, таких как зенитная ракетная система Loki и предшественник зондирующей ракеты Aerobee . В разное время она проводила испытания ракет на испытательном полигоне White Sands , авиабазе Edwards и Голдстоуне, Калифорния . [14]
В 1954 году JPL объединилась с инженерами Вернера фон Брауна из Redstone Arsenal Агентства по баллистическим ракетам армии в Хантсвилле, штат Алабама , чтобы предложить вывести на орбиту спутник во время Международного геофизического года . Команда проиграла это предложение проекту Vanguard и вместо этого приступила к секретному проекту по демонстрации технологии абляционного возвращения с использованием ракеты Jupiter-C . Они осуществили три успешных суборбитальных полета в 1956 и 1957 годах. Используя запасную Juno I (модифицированную Jupiter-C с четвертой ступенью), две организации затем запустили первый спутник США Explorer 1 31 января 1958 года. [12] [13] Это значительное достижение ознаменовало новую эру для JPL и США в космической гонке.
Менее чем через год, в декабре 1958 года, JPL был передан недавно сформированному Национальному управлению по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). [19] В результате этого перехода JPL стал основным планетарным космическим центром агентства, руководя разработкой и эксплуатацией различных лунных и межпланетных миссий. Переход в NASA ознаменовал начало «золотого века» планетарных исследований для JPL в 1960-х и 1970-х годах. [20] Инженеры JPL разработали и провели миссии Ranger и Surveyor на Луну , которые проложили путь для программы Apollo . JPL зарекомендовал себя как лидер в межпланетных исследованиях с миссиями Mariner на Венеру , Марс и Меркурий , которые вернули ценные данные о наших соседних планетах. [12]
Кроме того, JPL одним из первых начала нанимать женщин-математиков. В 1940-х и 1950-х годах, используя механические калькуляторы, женщины в чисто женской вычислительной группе выполняли расчеты траектории. [21] [22] В 1961 году JPL наняла Дану Улери в качестве первой женщины-инженера, которая работала вместе с мужчинами-инженерами в составе групп отслеживания миссий Ranger и Mariner . [23]
Основываясь на успехе 1960-х и начала 1970-х годов, JPL инициировала эру исследования дальнего космоса в конце 1970-х и 1980-х годах. Кульминацией этого периода стал запуск двух космических аппаратов Voyager в 1977 году. [24]
Первоначально установленный на траекторию для исследования Юпитера и его луны Ио, параметры миссии Voyager 1 были скорректированы, чтобы также обеспечить близкий пролет луны Сатурна Титана . [ 25] Космический аппарат отправил подробные изображения и данные с обоих газовых гигантов, что произвело революцию в нашем понимании этих далеких миров. [26] Космический аппарат Voyager 2 следовал по более обширной траектории, выполняя пролеты не только Юпитера и Сатурна, но также Урана и Нептуна. [27] Эти встречи предоставили данные из первых рук со всех четырех газовых гигантов, предлагая понимание природы и динамики внешних планет. Оба космических аппарата Voyager, выполнив свои основные задачи миссии, были направлены в межзвездное пространство , неся с собой Золотые записи — фонографические диски, содержащие звуки и изображения, отобранные для отображения разнообразия жизни на Земле. [28]
В 1980-х годах также началась миссия «Галилео» , которая была запущена в конце 1980-х годов. [29] Космический аппарат «Галилео» был разработан для детального изучения Юпитера и его основных спутников. [30] Хотя зонд вышел на орбиту газового гиганта только в 1990-х годах, его создание и планирование в 1980-х годах означало постоянную приверженность JPL исследованию дальнего космоса.
В 1990-х и 2000-х годах наблюдался всплеск исследований Марса , вызванный миссиями JPL Mars Pathfinder и Mars Exploration Rover . [31] В 1997 году миссия Mars Pathfinder запустила первый успешный марсоход Sojourner , продемонстрировав возможность мобильного исследования поверхности Марса. В 2004 году на Марс приземлились марсоходы Spirit и Opportunity . Opportunity пережил свой ожидаемый срок службы на 14 лет, предоставив множество научных данных и подготовив почву для будущих миссий на Марс. [32]
В 2000-х и 2010-х годах JPL расширила сферу своих исследований, включая запуск миссий по изучению внешних планет, таких как миссия Juno к Юпитеру и миссия Cassini-Huygens к Сатурну. [33] [34] Одновременно с этим JPL также начала фокусироваться на миссиях по изучению Земли, разрабатывая спутниковые технологии для изучения изменения климата, погодных условий и природных явлений на Земле. JPL также открыла Офис программы околоземных объектов для NASA в 1998 году, который обнаружил 95% астероидов диаметром километр и более, пересекающих орбиту Земли к 2013 году. [35] [36]
Вступая в 2010-е и 2020-е годы, JPL продолжила исследование Марса с марсоходом Curiosity и миссией Mars 2020, которая включала марсоход Perseverance и списанный вертолет Ingenuity . [37] Основной целью Perseverance был сбор образцов для будущей миссии Mars Sample Return (MSR). Кроме того, JPL занялась исследованием астероидов с миссией OSIRIS-REx , которая вернула образец с астероида Бенну . [38]
По мере того, как JPL движется вперед, ее внимание по-прежнему сосредоточено на различных межпланетных и даже межзвездных миссиях. Будущие миссии на Марс будут направлены на возвращение образцов, собранных марсоходом Perseverance, обратно на Землю. [39] Кроме того, запланированная JPL миссия Europa Clipper была запущена в 2024 году для изучения спутника Юпитера Европы , который, как полагают, содержит подповерхностный океан. [40] Опираясь на успех программы Voyager, JPL продолжает раздвигать границы исследования дальнего космоса. Концепция Interstellar Probe , хотя еще и не формализована, предлагает отправить космический корабль на расстояние, в десять раз превышающее расстояние от Солнца, как Плутон, для исследования межзвездной среды и самых отдаленных уголков нашей Солнечной системы. [41]
JPL была отмечена Космическим фондом четыре раза : в 1998 году премией имени Дугласа С. Морроу за работу с общественностью, которая ежегодно присуждается отдельному лицу или организации, внесшим значительный вклад в повышение осведомленности общественности о космических программах; и трижды — премией имени Джона Л. «Джека» Суигерта-младшего за исследования космоса: в 2009 году (в составе команды NASA Phoenix Mars Lander [42] ), в 2006 и 2005 годах.
Когда он был основан, участок JPL находился непосредственно к западу от скалистой поймы — русла реки Арройо Секо — над плотиной Devil's Gate в северо-западной части города Пасадена в Южной Калифорнии , недалеко от Лос-Анджелеса . В то время как первые несколько зданий были построены на земле, купленной у города Пасадена, [1] последующие здания были построены на соседних некорпоративных землях, которые позже стали частью Ла-Каньяда-Флинтриджа . В настоящее время большая часть из 168 акров (68 га) федерального правительства США, принадлежащего NASA, который составляет кампус JPL, находится в Ла-Каньяда-Флинтридже. [43] [44] Несмотря на это, JPL по-прежнему использует адрес в Пасадене (4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA 91109) в качестве своего официального почтового адреса. [45] Между двумя городами время от времени возникало соперничество по вопросу о том, какой из них следует упоминать в СМИ как место расположения лаборатории. [44] [46] [47] [48]
В Caltech работает около 6000 штатных сотрудников, и обычно несколько тысяч дополнительных подрядчиков работают в любой день. NASA также имеет резидентный офис на объекте, в котором работают федеральные менеджеры, которые контролируют деятельность JPL и работают на NASA. Также есть несколько аспирантов Caltech , студентов-стажеров и студентов-кооперативов.
Офис образования JPL обслуживает преподавателей и студентов, предоставляя им мероприятия, ресурсы, материалы и возможности, связанные с миссиями и наукой NASA. Миссия его программ — знакомить и развивать интерес студентов к выбору карьеры в области STEM (наука, технология, инженерия и математика). [49]
JPL предлагает возможности для проведения исследований, стажировок и получения стипендий летом и в течение всего года студентам старших классов через докторантов и преподавателей. (В большинстве случаев студенты должны быть гражданами США или законными постоянными резидентами, чтобы подать заявку, хотя иностранные граждане, обучающиеся в университетах США, имеют право на ограниченные программы.) Стажеры спонсируются через программы NASA, университетские партнерства и наставников JPL для исследовательских возможностей в лаборатории в таких областях, как технологии, робототехника, планетарная наука, аэрокосмическая техника и астрофизика. [50]
В августе 2013 года журнал Popular Science назвал JPL одной из «10 самых потрясающих университетских лабораторий 2013 года», отметив, что около 100 студентов, проходящих стажировку в лаборатории, рассматриваются для постоянной работы в JPL после окончания учебы. [51]
Офис образования JPL также проводит Летнюю школу планетарной науки (PSSS), ежегодный недельный семинар для аспирантов и постдокторантов. Программа включает в себя недельное упражнение по проектированию команды, разрабатывающее раннее концептуальное исследование миссии, работая с командой проектирования передовых проектов JPL («Команда X») и другими параллельными инженерными командами. [52]
JPL создала NASA Museum Alliance в 2003 году из желания предоставить музеям, планетариям, центрам для посетителей и другим видам неформальных педагогов выставочные материалы, профессиональное развитие и информацию, связанную с предстоящими посадками марсоходов Spirit и Opportunity . [ 53] В настоящее время в Alliance насчитывается более 500 членов, которые получают доступ к экспозициям NASA, моделям, образовательным семинарам и возможностям сетевого общения через программу. Сотрудники образовательных организаций, которые соответствуют требованиям Museum Alliance, могут зарегистрироваться для участия в программе онлайн. [54]
Музейный альянс является подразделением группы неформального образования Управления образования JPL, которая также обслуживает внешкольные и летние программы, родителей и других видов неформальных педагогов. [55]
Центр образовательных ресурсов NASA/JPL, который в конце 2013 года переезжает из торгового центра Indian Hill Mall в Помоне, штат Калифорния, [56] предлагает ресурсы, материалы и бесплатные семинары для официальных и неофициальных преподавателей, охватывающие науку, технологии, инженерию и научные темы, связанные с миссиями и наукой NASA.
В лаборатории раз в год в субботу и воскресенье в мае или июне проводился день открытых дверей, когда общественность приглашалась осмотреть объекты и увидеть живые демонстрации науки и технологий JPL. Более ограниченные частные экскурсии также доступны в течение года, если они были запланированы заранее. Тысячи школьников из Южной Калифорнии и других мест посещают лабораторию каждый год. [57] Из-за сокращения федеральных расходов, предписанного секвестром бюджета , день открытых дверей ранее был отменен. [58] День открытых дверей JPL в 2014 году состоялся 11 и 12 октября, а в 2015 году — 10 и 11 октября. Начиная с 2016 года JPL заменила ежегодный день открытых дверей на «Билет на исследование JPL», который включает те же экспонаты, но требует билетов и предварительного бронирования. [59] Робототехник и водитель марсохода Ванди Верма часто выступает в качестве научного коммуникатора на мероприятиях типа дня открытых дверей, чтобы побудить детей (и особенно девочек) выбирать карьеру в области STEM . [60] [61] [62]
В дополнение к своей работе с правительством JPL также помогала близлежащим кино- и телеиндустриям, консультируя их по вопросам научной точности в их постановках. Научно-фантастические шоу, которые консультировала JPL, включают «Вавилон 5» и его сиквел «Крестовый поход» .
JPL также работает с Министерством внутренней безопасности, Управлением по науке и технологиям (DHS-S&T). JPL и DHS-S&T разработали поисково-спасательный инструмент для спасателей под названием FINDER. Спасатели могут использовать FINDER для поиска людей, которые еще живы и погребены под обломками после катастрофы или террористической атаки. FINDER использует микроволновый радар для обнаружения дыхания и пульса. [63]
Кроме того, в JPL находится JPL-RPIF (Лаборатория реактивного движения – Региональный центр планетарных изображений), которая создана как хранилище для всех данных о роботизированных космических аппаратах в печатном виде и, таким образом, является ценным ресурсом для финансируемых NASA исследователей науки, а также важным каналом для распространения материалов, созданных NASA, среди местных педагогов в районе Лос-Анджелеса/Южной Калифорнии. [64] [65]
Основным источником финансовой поддержки JPL является NASA. [66] Как полевой центр NASA, основные виды деятельности и проекты JPL, как правило, соответствуют целям миссии NASA в области исследования космоса, наук о Земле и астрофизики. Финансирование, выделяемое JPL, поступает как часть годового бюджета NASA, который сам является частью федерального бюджета США, утверждаемого Конгрессом. [67] Масштаб бюджета зависит от проектов, которые JPL реализует, поскольку миссии могут варьироваться от флагманских межпланетных миссий стоимостью в миллиарды долларов США до более мелких систем наблюдения за Землей с бюджетами в сотни миллионов.
Помимо NASA, JPL обеспечивает финансирование специализированных проектов от других федеральных агентств, включая, помимо прочего, Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), Геологическую службу США (USGS) и Министерство обороны США (DoD). [68] [69] Время от времени JPL участвует в совместных миссиях или исследовательских проектах с международными космическими агентствами или исследовательскими институтами. Хотя эти партнерства вносят относительно небольшую часть общего бюджета JPL, они служат для расширения масштабов и влияния ее научных исследований и технологических разработок.
Общий бюджет JPL подвержен ежегодным колебаниям, основанным как на федеральном ассигновании в NASA, так и на жизненном цикле текущих проектов. Крупные миссии могут получать значительные долгосрочные финансовые обязательства, тогда как более мелкие или краткосрочные проекты могут иметь более скромную финансовую поддержку. Эти агентства часто заказывают проекты, которые используют уникальный опыт JPL в таких областях, как дистанционное зондирование , робототехника и системная инженерия. Хотя эти проекты составляют меньшую часть общего бюджета JPL, они являются неотъемлемой частью выполнения разнообразного набора задач, которые контролируют эти федеральные агентства.
В 2022 финансовом году бюджет лаборатории составил около 2,4 млрд долларов, при этом большая часть средств пошла на развитие планетарной науки. [70]
В JPL существует традиция есть « арахис на удачу » перед критическими событиями миссии, такими как орбитальные выходы или посадки. Как гласит история, после того, как программа Ranger потерпела неудачу за неудачей в 1960-х годах, первая успешная миссия Ranger по воздействию на Луну произошла после того, как сотрудник JPL решил раздать арахис, чтобы снять напряжение. Сотрудники в шутку решили, что арахис, должно быть, был талисманом на удачу, и традиция сохранилась. [71] [72]
Вот некоторые из миссий, частично спонсируемых JPL: [73]
Группа разработчиков передовых проектов JPL, также известная как Группа X, представляет собой междисциплинарную группу инженеров, которая использует «методологии параллельного проектирования для быстрого проектирования, анализа и оценки концептуальных проектов миссий». [78]
25 февраля 2005 года Президентская директива 12 по внутренней безопасности была одобрена министром торговли . [79] За ней последовали Федеральные стандарты обработки информации 201 ( FIPS 201 ), которые определяли, как федеральное правительство должно осуществлять проверку личности. Эти спецификации привели к необходимости перемаркировки для соответствия обновленным требованиям.
30 августа 2007 года группа сотрудников JPL подала иск в федеральный суд против NASA, Caltech и Министерства торговли, утверждая, что их конституционные права были нарушены новыми, чрезмерно инвазивными проверками биографических данных. [80] 97% сотрудников JPL были классифицированы как имеющие низкий уровень риска и будут подвергнуты тем же процедурам проверки, что и те, кто получает проверку умеренного/высокого риска. Согласно HSPD 12 и FIPS 201, следователи имеют право получать любую информацию о сотрудниках, которая включает опрос знакомых о состоянии психического, эмоционального и финансового состояния сотрудника. Кроме того, если сотрудники покидают JPL до окончания двухлетнего срока действия проверки биографических данных, никакие возможности расследования не прекращаются; бывшие сотрудники по-прежнему могут находиться под законным контролем.
Сотрудникам было сказано, что если они не подпишут неограниченный отказ от конфиденциальности, [81] они будут считаться «добровольно уволившимися». [82] Апелляционный суд США по девятому округу постановил, что этот процесс нарушает права сотрудников на конфиденциальность, и вынес предварительный судебный запрет. [83] NASA подало апелляцию, и Верховный суд США выдал разрешение на рассмотрение дела 8 марта 2010 года. 19 января 2011 года Верховный суд отменил решение девятого округа, постановив, что проверки биографических данных не нарушают никаких конституционных прав на конфиденциальность, которые могли иметь сотрудники. [84]
12 марта 2012 года Верховный суд Лос-Анджелеса принял вступительные заявления по делу, в котором бывший сотрудник JPL Дэвид Коппедж подал иск против лаборатории из-за дискриминации на рабочем месте и неправомерного увольнения. В иске Коппедж утверждает, что сначала он потерял свой статус «руководителя группы» в миссии JPL « Кассини-Гюйгенс» в 2009 году, а затем был уволен в 2011 году из-за своих евангельских христианских убеждений и, в частности, веры в разумный замысел . Напротив, JPL, через юристов Калтеха , представляющих лабораторию, утверждает, что увольнение Коппеджа было просто связано с сокращением бюджета, а его понижение с должности руководителя группы произошло из-за жалоб на притеснения и продолжающихся конфликтов с коллегами. [85] Судья Верховного суда Эрнест Хиросигэ вынес окончательное решение в пользу JPL 16 января 2013 года. [86]
{{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )