Кіріспе
АҚШ Әскери-теңіз күштерінің ғылыми-зерттеу лабораториясы
Америка Құрама Штаттарының Әскери-теңіз күштері мен Теңіз жаяу әскерінің корпоративтік ғылыми-зерттеу лабораториясы болып табылады. 1923 жылы құрылған және негізгі ғылыми зерттеулер, қолданбалы зерттеулер, технологиялық дамыту және прототиптеу жүргізеді. Лабораторияның мамандану салалары плазма физикасы, ғарыш физикасы, материалдар ғылымы және тактикалық электрондық соғыс. NRL – АҚШ-тың алғашқы ғылыми-зерттеу зертханаларының бірі, ол 1923 жылы Томас Эдисонның ұсынысымен ашылды және қазіргі уақытта Теңіз зерттеулер бюросының басқаруында. 2016 жылғы мәліметтер бойынша, NRL Әскери-теңіз күштерінің жұмыс капиталы қорының бір бөлігі болды, яғни ол АҚШ Федералдық бюджетінде жеке тармақ ретінде қарастырылмады. Конгрестен тікелей қаржыландырудың орнына, барлық шығындар, қосымша шығындарды қоса алғанда, демеушілер қаржыландырған зерттеу жобалары арқылы өтелді. NRL-дың зерттеу шығындары жылына шамамен 1 миллиард долларды құрады. Кейбір жағдайларда, лабораторияның әскери технологияға қосқан үлесі, бұл технологиялар кеңінен қолданысқа енгеннен кейін ондаған жылдардан соң ғана жарияланды. 2011 жылы NRL зерттеушілері 1398 құпиялы емес ғылыми және техникалық мақала, кітаптардың тараулары мен конференция материалдарын жариялады. Қазіргі уақытта NRL-дың зерттеу салаларына мысал ретінде:
Лабораторияда әртүрлі ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар жүргізілетін орталықтар бар. 2014 жылы қосылған орталықтарға NRL Nanoscience Institute-тің 100-сыныпты наноөндіріс таза бөлмесі, тыныш және аса тыныш өлшеу зертханалары, сондай-ақ Автономды жүйелерді зерттеу зертханасы (LASR) кірді.
Ғарыш ғылымдары
Әскери-теңіз зерттеу зертханасының ғарыш кемелерін әзірлеуде ұзақ тарихы бар. Оған Жер орбитасына екінші, бесінші және жетінші американдық спутниктері, алғашқы күн қуатымен жұмыс істейтін спутник, алғашқы бақылау спутнигі, алғашқы метеорологиялық спутник және алғашқы GPS спутнигі кіреді. Американың алғашқы спутниктік бағдарламасы болған «Авангард» жобасы 1958 жылы жасанды спутниктің жобалауын, құрастыруын және ұшыруын тапсырды. 2024 жылғы мәлімет бойынша, «Авангард I» және оның жоғарғы сатысы әлі де орбитада, оларды адам жасаған ең ұзақ өмір сүрген спутниктер етеді. «Авангард II» Жердің бұлт жамылғысын бақылаған алғашқы спутник және, демек, алғашқы метеорологиялық спутник болды. NRL-дің «Галактикалық сәуле және фон I» (GRAB I) спутнигі – ғарыштан кеңес радиолокациялық желілерін картаға түсірген алғашқы АҚШ барлау спутнигі. GPS (Global Positioning System) жүйесі NRL-де ойлап табылды және NRL-дің «Timation» спутниктер сериясымен сынақтан өтті. Алғашқы операциялық GPS спутнигі «Timation IV» (NTS II) NRL-де жобаланып, құрастырылды. NRL күннің ультракүлгін және рентген сәулелері спектрін зерттеуде алғашқы қадам жасады және 2003 жылы ұшырылған «Coriolis» сияқты спутниктермен осы салаға үлес қосуын жалғастыруда. NRL сондай-ақ 2006, 2009 және 2011 жылдары ұшырылған ғарыш кемелерімен тактикалық спутниктік бағдарламаға жауапты. NRL алғашқы спутниктік қадағалау жүйесін – «Minitrack» жобалады, ол болашақ спутниктік қадағалау желілерінің прототипі болды. Барлау спутниктерінің табысқа ие болуынан бұрын, Вашингтондағы NRL бас штаб-пәтерінің үстіндегі танымал параболалық антенна «Коммуникациялық Ай релесі» жобасының бөлігі болды, ол суық соғыс кезінде қашықтықтан байланыс зерттеулері және ішкі кеңестік хабарларды қадағалау үшін Айдан қайтарылған сигналдарды пайдаланды. NRL-дің ғарыш кемелерін әзірлеу бағдарламасы бүгін де «TacSat 4» эксперименталды тактикалық барлау және байланыс спутнигімен жалғасуда. Ғарыш кемелерін жобалаудан басқа, NRL ғарышқа арналған зерттеу құралдарын және эксперименттерді жобалайды және басқарады, мысалы, STPSat 5 спутнігіндегі Стронций йоды радиациялық құралдарын (SIRI) және RAM бұрыш және магниттік өріс сенсорларын (RAMS), «Parker Solar Probe» спутнігіндегі Wide field Imager for Solar PRobe (WISPR) және «Solar and Heliospheric Observatory» (SOHO) спутнігіндегі Large Angle and Spectrometric Coronagraph Experiment (LASCO). NASA-ның «Fermi Gamma ray Space Telescope» (FGST) [бұрын «Gamma ray Large Area Space Telescope» (GLAST) деп аталатын] спутнігі NRL-дің ғарыш кемелерін сынақтан өткізу орталықтарында сынақтан өтті. NRL ғалымдары соңғы кезде жаңа және гамма сәулелерінің жарылыстарын зерттеуге басты ғылыми еңбектер енгізді.
Метеорология
Монтерейде орналасқан Теңіз метеорология бөлімі (Теңіз зерттеулер лабораториясы – Монтерей, NRL–MRY) 18 ауа райы спутнигінен түскен суреттерді жариялау арқылы АҚШ-та және әлем бойынша ауа райын болжауға үлес қосады. Қауіпті ауа райының (мысалы, дауылдар мен циклон) спутниктік суреттері, әсіресе алдын ала ескерту үшін пайдаланылатындары, көбінесе NRL–MRY-ден алынады, мысалы, 2017 жылы «Харви» дауылы кезінде осылай болды. NRL сондай-ақ 2007 жылы жарық көрген дауылдарды зерттеу және болжау моделі сияқты ауа райын болжау модельдеріне қатысады.
Материалдар ғылымы
NRL материалтану ғылымына үлес қосудың ұзақ тарихына ие, ол 1920 жылдардан бастап әскери кемелердің металл корпусшаларын және дәнекерлеу тігістерін бұзбай тексеру үшін гамма сәулелерін қолданып, өнеркәсіптік радиографияны пайдаланудан басталады. Қазіргі заманғы механикалық сынықтар механикасы NRL-де алғаш рет зерттелді және кейіннен әскери кемелерде, коммерциялық ұшақтарда және Polaris зымырандарында сынықтарды шешу үшін қолданылды. Бұл білімдер қазір ядролық реакторларды жобалаудан бастап, ұшақтарға, суасты кемелеріне және улы материалдарды сақтау ыдыстарына дейін кеңінен қолданылуда. Жоғары тазалықтағы GaAs сондай-ақ NASA-ның Марстағы Spirit және Opportunity марсоходтарындағыдай жоғары тиімді күн батареяларында қолданылады. NRL, NASA қаржыландырған зерттеу миссиясы арқылы ұсынылған Аполлонның ай топырағы үлгілерінде күн желден алынған сутегін тапты. NRL-де жасырын технологияның негізгі аспектілері, атап айтқанда ферриттерді қамтитын материалдардағы радар сәулелерін сіңіру механизмдері әзірленді, әсіресе магниттік материалдар, наноматериалдар және термопластиктер.
Радар
Бірінші заманауи АҚШ радары 1922 жылы Вашингтондағы NRL-де ойлап табылып, жасалды. 1939 жылға қарай NRL USS Нью-Йорк кемесіне алғашқы операциялық радарды орнатты, осылайша радар Коралл теңізі, Мидуэй және Гуадалканал шайқастарындағы теңіз жеңістеріне үлес қосты. NRL содан кейін горизонттан әрі қарай жұмыс істейтін радарды, сондай-ақ радар деректерін көрсету құралдарын одан әрі жетілдірді. АҚШ Әскери-теңіз күштерінің және АҚШ Қорғаныс министрлігінің қабілеттерін арттыруға бағытталған маңызды ғылыми-зерттеу және әзірлеу жұмыстарын жалғастыруда.
Тактикалық электрондық соғыс
NRL-дің тактикалық электрондық соғыс (TEW) бөлімі Әскери-теңіз күштерінің тактикалық электрондық соғыс қажеттіліктері мен міндеттерін қолдау мақсатындағы ғылыми-зерттеу және әзірлеме жұмыстарына жауапты. Оған электрондық соғысты қолдау шаралары, электрондық қарсы шаралар, сондай-ақ қарсы шараларды қолдау, электрондық соғыс жүйелерінің өнімділігін анықтау және арттыруға бағытталған зерттеулер, талдаулар және модельдеулер кіреді. NRL TEW өз құрамына әуе, су және құрлықтағы электрондық соғыс жүйелерін қамтиды. NRL достарды жаудан ажырату (IFF) жүйесінің және көптеген басқа да жетістіктердің жасалуына жауапты.
Ақпараттық қауіпсіздік
Ақпараттық технологиялар бөлімі ақпараттық қауіпсіздікті зерттеу және әзірлеу тобымен жабдықталған, осы топта IETF-тің IP Security (IPsec) протоколдары алғаш рет әзірленген. NRL-де әзірленген Encapsulating Security Payload (ESP) протоколы бүкіл әлемде виртуалды жеке желілерге (VPN) қосылу үшін кеңінен қолданылады. Зертханада жасалған жобалар көбінесе дамытушы туралы көпшілікке мәлім болмай, кең таралған қолданбаларға айналады. Компьютер ғылымындағы мысал – анонимдік Tor бағдарламалық қамтамасының негізгі қағидасы – пияз бағыты.
Ядролық зерттеулер
Ядролық энергияны зерттеу 1939 жылы NRL-де басталды және Оук Ридж Ұлттық зертханасының уранды байыту орнатылымын жобалауға бағыт берді. Қазіргі уақытта NRL инерциялық шектеу термоядролық технологиясын дамытуға арналған лазерлік шоғырландыру техникаларын әзірлеуде.
Физикалық ғылымдар
Қазіргі заманғы барлық ұшақтардың артқы жиектерінде кездесетін статикалық разрядтаушы алғаш рет NRL ғалымдары тарапынан Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде әзірленген. Соғыстан кейін зертхана Әскери-теңіз күштерінің реактивтік ұшақтарында бастапқыда қолданылған, бірақ кейіннен коммерциялық авиация индустриясы қабылдаған қазіргі заманғы синтетикалық майлау материалдарын жасады. Олардың әдістері жыл сайын 10 000-нан астам жаңа заттарды талдау үшін фармацевтикалық зертханалар мен ғылыми-зерттеу институттарында қолданылатын компьютерлік пакеттердің негізін құрайды. Соңғы кезде NRL кванттық есептеу, кванттық нүктелер, плазмалық соққы толқындары, сұйықтықтардың термодинамикасы, мұнай төгілуін модельдеу және басқа да тақырыптар бойынша зерттеулер жариялады. NRL ғылыми зерттеулер жүргізетін ұшақтардың шағын эскадрильясын (VXS) 1 пайдаланады. Оның миссияларының бірі – Rampant Lion, ол Ауғанстанның үштен екі бөлігінің нақты 3D топографиясын алу және жер асты газ және минералдық кен орындары, өсімдік түрлері сияқты табиғи ресурстарды анықтау үшін жолданған құралдарды (гравиметрлер, магнитометрлер және гиперспектралды камералар) қолданды. Бұл жұмыс Ауғанстан, Ирак және Колумбияда жүргізілді.
Плазма ғылымы
Плазма физикасы бөлімі иондалған материяны зерттеу және дамыту жұмыстарын жүргізеді. Қазіргі уақытта NRL ең жоғары энергиялы рельстік қару снаряды және адам жасаған ең жылдам снаряд бойынша әлемдік рекордты ұстап тұр.
Жасанды интеллект
NRL 1981 жылы Жасанды интеллект саласындағы қолданбалы зерттеулер әскери-теңіз орталығын құрды, ол жасанды интеллект, танымдық ғылым, автономия және адамға бағытталған есептеулер салаларындағы негізгі және қолданбалы зерттеулерді жүргізеді. Оның жетістіктерінің қатарында когнитивтік архитектуралар, адам-робот өзара әрекеттесуі және машиналық оқыту салаларындағы жетістіктер бар.
Ұйым
2017 жылы зертхана төрт зерттеу дирекциясы, бір қаржы дирекциясы және бір басқару дирекциясы болып бөлінді. Барлық дирекциялар Вашингтон қаласында орналасқан. Көптеген дирекциялардың басқа да мекемелері бар, негізінен Миссисипи штатының Бей-Сент-Луис қаласындағы Стенис ғарыш орталығында немесе Калифорния штатының Монтерей қаласында.
Қызметкерлер
Көптеген ҰҚК қызметкерлері мемлекеттік қызметтегі азаматтар болып табылады, салыстырмалы түрде аз санда теңізшілер немесе офицерлер бар. ҰҚК қызметкерлерінің басым бөлігі АҚШ азаматтары және екі елдің азаматтығы жоқ. Сонымен қатар, ҰҚК нысанында жұмыс істейтін бірнеше қолдау мердігерлері де бар. 2015 жылдың 31 желтоқсанына дейін, барлық ҰҚК орналасқан жерлерінде 2540 азаматтық қызметкер жұмыс істеді (азаматтық мердігерлер есепке алынбағанда). Бұл ҰҚК-ге қызметкерлерге қызмет мерзіміне немесе басқа да тәжірибесіне емес, нәтижелері мен лайықтылығына сәйкес жалақы төлеуге көбірек мүмкіндік береді. ҰҚК-де әртүрлі жалақы деңгейлері бар, олардың әрқайсысы азаматтық қызметкерлердің әртүрлі санаттарына арналған. 2015 жылдың 31 желтоқсанына дейін ҰҚК-де НП жалақы жүйесінде 1615 азаматтық ғалым/инженер, NR жалақы жүйесінде 103 азаматтық техник, NO жалақы жүйесінде 383 азаматтық әкімшілік маман/кәсіби және NC жалақы жүйесінде 238 азаматтық әкімшілік қолдау персоналы болды.
Ғылыми-зерттеу басқармалары
NRL-дегі төрт ғылыми-зерттеу дирекциясы: Акустика, Қашықтан зондтау, Океанография, Теңіз геоғылымдары, Теңіз метеорологиясы және Ғарыш ғылымдары. Ғарыш технологиялары жөніндегі Әскери-теңіз орталығы (код 8000) – ғарыш жүйелерінде пайдаланылатын NRL технологияларының басты орталығы және интеграторы. Ол ғарыш жүйелерін әзірлеу және иелену үшін жүйелік инженерия және техникалық қолдау көрсетеді. Екі ғылыми-зерттеу бөлімі бар: Ғарыш жүйелерін дамыту және Ғарыш кемелерін жасау.
Автономды жүйелерді зерттеу зертханасы
2012 жылдың наурыз айында ашылған Автономиялы жүйелерді зерттеу зертханасы (LASR) – автономиялы жүйелер саласындағы негізгі және қолданбалы зерттеулерді қолдайтын 50 000 шаршы фут көлемді нысан. Бұл нысан автономды жүйелер, интеллектуалды автономия, адам мен автономиялы жүйелердің өзара әрекеттесуі мен ынтымақтастығы, сенсорлық жүйелер, қуат және энергия жүйелері, желілер мен байланыс, сондай-ақ платформалар саласындағы салааралық негізгі және қолданбалы зерттеулерді қамтиды. LASR ғылыми-техникалық компоненттерді зерттеу прототиптеріне енгізуді қолдау үшін ерекше құралдармен жабдықталған, сонымен қатар жағалау, шөл, тропикалық және орман аймақтарын симуляциялайтын биік жайлар мен құралдармен жабдықталған қайта конфигурацияланатын биік жай кеңістіктерін ұсынады.
Ерте тарих
NRL кампусында табылған тас құралдар мен керамикалық сынықтар осы жердің Кейінгі Архаикалық кезеңнен бері қоныстанған екенін көрсетеді. Сесил Калверт, 2-ші Балтимор бароны, 1663 жылы қазіргі NRL кампусын қамтитын жерді Уильям Миддлтонға берді. 1791 жылы ол Колумбия округінің құрамына кірді, ал 1795 жылы Томас Графтон Аддисон сатып алып, аймақты Беллвью деп атады және шығысқа қарайғы биік жерлерге сарай салды. 1827 жылы Захария Берри бұл жерді сатып алып, оны әртүрлі мақсаттар үшін жалға берді, соның ішінде Көк жазықта балық шаруашылығын да ұйымдастырды. Азамат соғысы кезінде Форт Гребльді салу үшін сарай бұзылып жатыр. 1873 жылы федералды үкімет бұл жерді Теңіз артиллериялық зауытының Беллвью қосымшасы ретінде сатып алды және бірнеше ғимараттар салынды, оның ішінде Комендант үйі, "А жатақханасы", ол бүгінге дейін пайдаланылуда.
Қор
Теңіз зерттеу зертханасы Томас Эдисонның идеясынан туындады. 1915 жылғы мамыр айында «Нью-Йорк Таймс» журналының редакциялық мақаласында Эдисон: «Үкімет үлкен ғылыми-зерттеу зертханасын ұстауы керек. Онда әскери және теңіз саласындағы прогрестің барлық техникалық жақтары зор шығынсыз дамытылуы мүмкін» деп жазды. Бұл мәлімдеме АҚШ-тағы Бірінші дүниежүзілік соғысқа байланысты алаңдаушылықты білдірді. Содан кейін Эдисон тәжірибелі азаматтардан құралған Әскери-теңіз консультативтік кеңесінің төрағасы болуға келісті. Кеңестің басты міндеті – АҚШ Теңіз күштеріне ғылым және технология саласында кеңес беру болды. Кеңес Теңіз күштері үшін заманауи кешен құру жоспарын ұсынды. 1916 жылы Конгресс оны іске асыру үшін 1,5 миллион доллар бөлді. Бірақ соғыс және кеңес ішіндегі келіспеушіліктерге байланысты құрылыс 1920 жылға дейін кешіктірілді. 2023 жылдың 2 шілдесінде АҚШ Теңіз зерттеу зертханасы Теңіз күштерінің корпоративтік зертханасы ретінде 100 жылдық мерейтойын атап өтеді. Зертхананың бай тарихы бар, ол осы жылдар ішінде жоғары деңгейдегі ғылыми зерттеулер жүргізіп, АҚШ әскери күштеріне теңізде, су астында және су үстінде маңызды үлес қосты.
Қоршаған ортаның ластануы
Әскери-теңіз күштерінің экологиялық зерттеулері 1984 жылы басталды. NRL Ұлттық басымдықтар тізіміндегі "Суперфонд" ретінде тіркелмеген, ал Мэриленд штатының Қоршаған орта департаменті нормативтік бақылауды жүзеге асырады. 2010 жылдардың басынан бері Әскери-теңіз күштері мен MDE NR-дегі қызметтерін үйлестіріп келеді. 2017 жылы жер асты суларын зерттеу кезінде базаның таяз су жинағышында PFAS анықталды. 2022 жылға қарай 6 белсенді IRP учаскесі (фотосурет өңдеу қалдықтарын шығару, өрт сынақ алаңы және т.б.) және Чесапик шығанағындағы бұрынғы шағын қарулар полигондарында қорғасынмен ластанған 3 белсенді оқ-дәрілік жағдайға жауап беру учаскесі бар. 2021 жылдың мамырында онлайн өткен Қайта құру кеңесінің (RAB) отырысы CBD-нің өрттік жаттығу орталығындағы топырақтағы PFAS деңгейінің өте жоғары болуына байланысты тұрғындарды алаңдатты.