Введение

Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса (или просто Лаборатория прикладной физики, или APL) является некоммерческим исследовательским центром (UARC) в округе Говард, штат Мэриленд. Он связан с Университетом Джона Хопкинса и насчитывает 8 700 сотрудников по состоянию на 2024 год. Лаборатория служит техническим ресурсом для Министерства обороны, НАСА и других правительственных учреждений. APL разработала многочисленные системы и технологии в области противовоздушной и противоракетной обороны, наземной и подводной военно-морской войны, компьютерной безопасности, космической науки и строительства космических аппаратов. Хотя APL предоставляет исследовательские и инженерные услуги правительству, это не традиционный подрядчик по обороне, поскольку это UARC и подразделение Университета Джона Хопкинса. APL - это научное и инженерное исследование и разработка, а не академическое подразделение, Джонса Хопкинса. Уайтингская школа инженерии Хопкинса предлагает программы для аспирантов с неполным рабочим днем для сотрудников лаборатории через свою программу "Инженерная работа для профессионалов". Курсы проводятся в семи местах в Балтиморе, Вашингтоне, включая Образовательный центр APL.

История

APL была создана в 1942 году во время Второй мировой войны в рамках Отдела Т Управления научных исследований и развития в рамках усилий правительства по мобилизации национальных научных и инженерных знаний в рамках своих университетов. Ее основателем был Мерл Энтони Туве, который возглавлял Секцию Т на протяжении всей войны. Секция Т была создана 17 августа 1940 года. Согласно официальной истории Управления научных исследований и разработок, "Ученые против времени", APL было названием главной лаборатории Секции Т с 1942 года, а не названием организации в целом. Лаборатория прикладной физики Секции Т преуспела в разработке переменного времени, которая сыграла значительную роль в победе союзников. В ответ на успех этого устройства, в 1944 году APL создала пушку-директора MK 57. Удовлетворенный работой APL, ВМС поручили ему найти способ уничтожить угрозы управляемых ракет. С этого момента АПЛ стала активно участвовать в военных исследованиях. Ожидалось, что APL распустят в конце войны, но вместо этого они стали активно участвовать в разработке технологии управляемых ракет для ВМС. По просьбе правительства университет продолжил поддерживать лабораторию как общественную услугу. APL первоначально находилась в Сильвер-Спринг, штат Мэриленд, в гараже для подержанных автомобилей. APL начала переезжать в Лорел в 1954 году, построив здание стоимостью два миллиона долларов и расширив крыло в размере 700 000 долларов в 1956 году. Последний персонал переехал в новый объект в 1975 году. До переезда в Лорел, APL также поддерживала "Станцию Forest Grove", к северу от Сильвер-Спринг на Джорджии-авеню, недалеко от сегодняшнего метро Forest Glen, которая включала гиперзвуковой ветровой туннель. В 1963 году станция Форст-Гроув была освобождена и снесена, а симуляторы полетов были перенесены в Лорел. В 1960-х годах APL построила мобильный автомат под названием "Животное Джонса Хопкинса". Название лаборатории происходит от ее происхождения во Второй мировой войне, но основные сильные стороны APL - это системная инженерия и применение технологий. Более трех четвертей сотрудников - технические специалисты, а 25% имеют степень в области информатики и математики. APL проводит программы в области фундаментальных и прикладных исследований; исследовательской и передовой разработки; тестирования и оценки; и системной инженерии и интеграции.

Военные взносы

В 1950-х и 1960-х годах APL работала с ВМС США в рамках программы операции "Бамблби" над ракетами Talos, Tartar, Terrier и RIM 2 Terrier. Последующий проект ракеты RIM 50 Typhon, основанный на улучшенных ракетах Talos и Tartar, хотя и был успешным, был отменен в 1963 году из-за высоких затрат и в конечном итоге был разработан в известную теперь боевую систему Aegis на основе улучшенного терьера. В 1990 году APL участвовала в операции "Буря в пустыне" и была вовлечена в другие усилия. В том же десятилетии (1992 г.) APL совместно с Университетом Джона Хопкинса разработали алгоритм, позволяющий автоматически проводить анализ маммограммы. APL разработала операционную программу испытаний Pershing (OTP), оказала техническую поддержку операционному испытательному подразделению Pershing (POTU), выявила проблемные области и улучшила производительность и выживаемость систем Pershing.

Кампус

Современная лаборатория прикладной физики расположена в Лорел, штат Мэриленд, и занимает 461 акр с более чем 30 зданиями на месте. В окрестностях есть дополнительные кампусы. В кампусе есть много передовых инновационных и совместных пространств, а также современные лаборатории и испытательные сооружения. В 2021 году APL открыл междисциплинарный исследовательский центр, известный как Здание 201, площадью 263 000 квадратных футов, аудиторией на 200 человек и более 90 000 квадратных футов специализированного лабораторного пространства. В 2022 году APL наняла своего первого менеджера по устойчивому развитию на полный рабочий день.

Образование и стажировки

В APL также работает программа для выпускников университета Джонса Хопкинса по инженерным и прикладным наукам, называемая "Инженерная специальность для профессионалов". Курсы проводятся в семи местах в Балтиморе, Вашингтоне, включая Образовательный центр APL.

Исследования

К 80-летию Лаборатории в 2022 году были сотни проектов, охватывающих 12 направлений миссии Лаборатории, которые сосредоточены на решении сложных исследовательских, инженерных и аналитических проблем, которые представляют критические проблемы для Соединенных Штатов. Проекты охватывают более традиционные области работы APL, включая противовоздушную и противоракетную оборону, подводную войну, новые проекты, такие как внутренняя безопасность, искусственный интеллект и кибероперации.

Оборона

ВМС США продолжают оставаться основным долгосрочным спонсором APL. Лаборатория выполняет работу для Агентства противоракетной обороны, Департамента внутренней безопасности, разведывательных агентств, Агентства перспективных исследовательских проектов обороны (DARPA) и других. Лаборатория поддерживает НАСА в области космической науки, проектирования и изготовления космических аппаратов и операций. APL внесла значительный вклад в области противовоздушной обороны, ударной и силовой проекции, подводной безопасности, противолодочной войны, оценки стратегических систем, командования и управления, распределенной информации и систем отображения, датчиков, обработки информации и космических систем.

Пространство

APL построил и эксплуатировал много космических аппаратов, включая навигационную систему TRANSIT, Geosat, ACE, TIMED, CONTOUR, MESSENGER, зонды Van Allen, миссию New Horizons на Плутон, миссию Parker Solar Probe на внешнюю корону Солнца и STEREO. Dragonfly - это перемещаемый посадочный аппарат в конфигурации восьмикоптера X8, который будет исследовать спутник Сатурна Титан, летя между посадочными пунктами, чтобы перемещаться по поверхности луны. В ноябре 2021 года APL запустила миссию Double Asteroid Redirection Test (DART), которая ударила по меньшему телу двойной астероидной системы в сентябре 2022 года и стала первой планетарной миссией защиты NASA. Астероид 132524 APL был назван в честь APL после пролета космического корабля New Horizons.

Протезы

В 2014 году APL вошла в историю с успешным использованием модульной протезной конечности - полностью искусственной суставной руки и руки - двусторонней ампутированной на уровне плеча. APL использовал алгоритмы распознавания образов, чтобы отследить, какие мышцы сокращаются, и позволить протезам двигаться в сочетании с телом ампутированного. Аналогичная технология была использована в 2016 году для демонстрации, в которой парализованный мужчина смог "удар кулаком" Барака Обамы, используя сигналы, отправленные от имплантированного чипа мозга. Эта конечность передавала сенсорную информацию от руки в мозг носителя. В 2023 году APL объявила, что исследователи разработали одно из самых маленьких, интенсивных и быстрых в мире устройств охлаждения, носимый термоэлектрический охладитель тонкой пленки (TFTEC), и объединились с нейробиологами, чтобы помочь ампутированным воспринимать температуру с помощью их фантомных конечностей. Технология получила награду R&D 100 в 2023 году.

Беспилотники

APL занимается исследованиями и производством беспилотных летательных аппаратов для армии США. Одним из последних проектов компании является создание беспилотного воздушного роя, которым может управлять один человек на земле.