Введение
Исследовательский и опытно-конструкторский центр и полевой центр НАСА в Калифорнии, США.
Лаборатория реактивного движения (JPL) – это федеральный исследовательский и опытно-конструкторский центр, расположенный в Ла-Канада-Флинтридж, Калифорния, США. Основанная в 1936 году исследователями Калифорнийского технологического института, в настоящее время лаборатория принадлежит и финансируется Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) и управляется Калифорнийским технологическим институтом. Основной функцией лаборатории является создание и эксплуатация планетарных роботизированных космических аппаратов, хотя она также осуществляет миссии на околоземной орбите и в области астрономии. Лаборатория также отвечает за работу сети дальней космической связи NASA (NASA Deep Space Network). Среди основных текущих проектов лаборатории – миссия Mars 2020, включающая марсоход Perseverance; миссия Mars Science Laboratory, включающая марсоход Curiosity; орбитальный аппарат Mars Reconnaissance Orbiter; космический аппарат Juno, находящийся на орбите Юпитера; спутник SMAP для мониторинга влажности почвы; рентгеновский телескоп NuSTAR; и орбитальный аппарат Psyche, предназначенный для изучения астероида. Лаборатория также отвечает за ведение базы данных JPL Small Body Database и предоставляет физические данные и списки публикаций для всех известных малых тел Солнечной системы. Комплекс управления полётами JPL и 25-футовый космический симулятор признаны национальными историческими памятниками.
История
JPL ведет свою историю с 1936 года, когда в Аэронавтической лаборатории Гуггенхайма при Калифорнийском технологическом институте (GALCIT) был проведен первый комплекс ракетных экспериментов в Арройо-Секо. В этом первоначальном проекте участвовали аспиранты Калтеха Фрэнк Малина, Цянь Сюйсен, Уэлд Арнольд и Аполлон М. О. Смит, а также Джек Парсонс и Эдвард С. Форман, которых из-за опасности их экспериментов часто называли «Отрядом самоубийц». Вместе они испытывали небольшой двигатель, работающий на спирте, для сбора данных для дипломной работы Малины. Научным руководителем Малины был инженер-аэродинамик Теодор фон Карман, который в итоге обеспечил финансовую поддержку армии США для этого «Ракетного проекта GALCIT» в 1939 году.
Начало ракетостроения
В первые годы проекта работа была сосредоточена в основном на разработке ракетных технологий. В 1941 году Малина, Парсонс, Форман, Мартин Саммерфилд и пилот Гомер Буши продемонстрировали армии первые ракеты с реактивным взлётом (JATO). В 1943 году фон Карман, Малина, Парсонс и Форман основали корпорацию Aerojet для производства ракет JATO. Проект получил название Лаборатория реактивного движения (JPL) в ноябре 1943 года, формально став армейским объектом, управляемым университетом по контракту. В том же году Цянь и двое его коллег подготовили первый документ, в котором использовалось название Лаборатория реактивного движения. На конференции NASA по истории ранней ракетостроения Малина писал, что работа JPL "считалась включающей" исследования, проводимые Группой ракетных исследований GALCIT с 1936 года. В 1944 году Парсонс был исключён из-за его "неортодоксальных и небезопасных методов работы" после одного из нескольких расследований ФБР, связанных с его причастностью к оккультизму, наркотикам и распущенному образу жизни. В годы работы под эгидой армии JPL разработала две значимые системы вооружений, принятые на вооружение: баллистические ракеты средней дальности MGM 5 Corporal и MGM 29 Sergeant, ставшие первыми американскими баллистическими ракетами, разработанными в JPL. Также были разработаны прототипы нескольких других систем вооружений, таких как противовоздушная ракетная система Loki и предшественник ракеты-зондера Aerobee. В разное время испытания ракет проводились на полигоне Уайт-Сэндс, авиабазе Эдвардс и в Голдстоуне, Калифорния. В результате этой трансформации JPL стала основным центром агентства по созданию планетарных космических аппаратов, возглавив проектирование и эксплуатацию различных лунных и межпланетных миссий. Переход в NASA ознаменовал начало "золотого века" исследования планет для JPL в 1960-х и 1970-х годах. Инженеры JPL разработали и эксплуатировали миссии "Рейнджер" и "Сервейер" к Луне, которые подготовили почву для программы "Аполлон". JPL подтвердила своё лидерство в межпланетных исследованиях благодаря миссиям "Маринер" к Венере, Марсу и Меркурию, вернувшим ценные данные о наших соседних планетах. В 1961 году JPL приняла на работу Дану Улери в качестве первой женщины-инженера, работавшей вместе с мужчинами-инженерами в составе групп сопровождения миссий "Рейнджер" и "Маринер".
Исследование глубокого космоса
Опираясь на импульс, полученный благодаря успехам 1960-х и начала 1970-х годов, JPL начал эру исследования дальнего космоса в конце 1970-х и 1980-х годах. Главным событием этого периода стал запуск двух космических аппаратов "Вояджер" в 1977 году. Изначально траектория "Вояджера-1" была рассчитана на исследование Юпитера и его спутника Ио, однако параметры миссии были скорректированы, чтобы обеспечить также близкий пролёт мимо спутника Сатурна Титана. Космические аппараты передали подробные изображения и данные об обоих газовых гигантах, коренным образом изменив наше понимание этих далёких миров. "Вояджер-2" следовал по более сложной траектории, совершив пролёты не только мимо Юпитера и Сатурна, но и Урана и Нептуна. Эти встречи предоставили уникальные данные со всех четырёх газовых гигантов, позволив глубже понять природу и динамику внешних планет. После выполнения основных задач оба космических аппарата "Вояджер" были направлены в межзвёздное пространство, взяв с собой "Золотые пластинки" – фонографические диски, содержащие звуки и изображения, отобранные для представления разнообразия жизни на Земле. В 1980-х годах также началась разработка миссии "Галилео", запуск которой состоялся в конце 1980-х годов. Космический аппарат "Галилео" был спроектирован для детального изучения Юпитера и его основных спутников. Хотя зонд вошёл на орбиту газового гиганта только в 1990-х годах, начало разработки и планирование миссии в 1980-х годах продемонстрировали неизменную приверженность JPL исследованию дальнего космоса.
Исследование Марса
В 1990-х и 2000-х годах произошло возрождение исследований Марса, благодаря миссиям Mars Pathfinder и Mars Exploration Rover, разработанным в JPL. В 1997 году в рамках миссии Mars Pathfinder был развернут первый успешный марсоход Sojourner, продемонстрировавший возможность мобильных исследований на поверхности Марса. В 2004 году на Марс приземлились марсоходы Spirit и Opportunity. Opportunity проработал на 14 лет дольше запланированного срока, предоставив ценные научные данные и подготовив почву для будущих миссий к Марсу.
Наука о Земле и роботоисследования
В 2000-х и 2010-х годах JPL расширил область своих исследований, включив в себя запуск миссий по изучению планет-гигантов, таких как миссия "Юнона" к Юпитеру и миссия "Кассини-Гюйгенс" к Сатурну. Параллельно JPL также начал уделять больше внимания научным миссиям, посвященным изучению Земли, разрабатывая спутниковые технологии для исследования изменения климата, погодных условий и природных явлений на Земле. В 1998 году JPL также открыл для NASA Центр программ ближних к Земле объектов, который к 2013 году обнаружил 95% астероидов диаметром километр и более, пересекающих орбиту Земли. В 2010-х и 2020-х годах JPL продолжил исследование Марса с помощью марсохода "Любопытство" и миссии "Mars 2020", в состав которой входили марсоход "Perseverance" и списанный вертолет "Ingenuity". Главной задачей "Perseverance" был сбор образцов для будущей миссии "Mars Sample Return" (MSR). Помимо этого, JPL приступил к исследованию астероидов в рамках миссии OSIRIS-REx, целью которой являлось возвращение образца с астероида Бенну.
2020 и последующие годы
По мере продвижения вперед, основное внимание JPL остается сосредоточенным на разнообразных межпланетных и даже межзвездных миссиях. Будущие миссии на Марс будут направлены на возвращение образцов, собранных марсоходом "Perseverance", на Землю. Кроме того, запланированная миссия Europa Clipper от JPL должна быть запущена в 2020-х годах для изучения спутника Юпитера Европы, который, как считается, скрывает под поверхностью океан. Развивая успех программы "Voyager", JPL продолжает расширять границы исследования дальнего космоса. Концепция "Interstellar Probe", хотя и не оформленная окончательно, предполагает отправку космического аппарата на расстояние, в десять раз превышающее расстояние от Солнца до Плутона, для изучения межзвездной среды и самых отдаленных областей нашей Солнечной системы. JPL четырежды была удостоена наград от Space Foundation: премии Douglas S. Morrow Public Outreach Award, ежегодно присуждаемой отдельным лицам или организациям за значительный вклад в повышение осведомленности общественности о космических программах, в 1998 году; и премии John L. "Jack" Swigert, Jr., Award for Space Exploration – трижды, в 2009 году (в составе команды NASA Phoenix Mars Lander), 2006 и 2005 годах.
Местоположение
Когда JPL был основан, его площадка располагалась сразу к западу от каменистой поймы – русла реки Арройо Секо – выше плотины «Дьявольские ворота» в северо-западной части города Пасадена в Южной Калифорнии, недалеко от Лос-Анджелеса. Первые здания были построены на земле, приобретенной у города Пасадена. Тем не менее, JPL по-прежнему использует адрес в Пасадене (4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA 91109) в качестве своего официального почтового адреса. Время от времени между этими двумя городами возникало соперничество из-за того, какой из них следует упоминать в СМИ как место расположения лаборатории.
Работники
В Калтехе работает около 6000 штатных сотрудников, и обычно в любой день на территории находятся несколько тысяч дополнительных подрядчиков. NASA также имеет постоянное представительство на объекте, укомплектованное федеральными менеджерами, которые осуществляют надзор за деятельностью JPL и работают в NASA. Кроме того, здесь обучаются аспиранты Калтеха, студенты-стажеры и студенты, проходящие практику.
Образование
Офис образования JPL поддерживает преподавателей и учащихся, предоставляя им мероприятия, ресурсы, материалы и возможности, связанные с миссиями NASA и наукой. Цель его программ – пробудить и укрепить интерес учащихся к профессиям в области STEM (науки, технологий, инженерии и математики).
Стажировки и стипендии
JPL предлагает возможности для проведения исследований, стажировок и получения стипендий летом и в течение всего года для учащихся старших классов, аспирантов, докторантов и преподавателей. (В большинстве случаев для подачи заявки студенты должны быть гражданами США или иметь вид на постоянное жительство, однако иностранные граждане, обучающиеся в университетах США, могут претендовать на участие в ограниченном числе программ.) Стажеры привлекаются к исследовательским проектам в лаборатории через программы NASA, партнерства с университетами и под руководством научных руководителей JPL в таких областях, как технологии, робототехника, планетология, аэрокосмическая инженерия и астрофизика. В августе 2013 года журнал Popular Science назвал JPL одной из "10 самых впечатляющих лабораторий при университетах 2013 года", отметив, что около 100 стажеров рассматриваются на постоянные должности в JPL после окончания учебы. Отдел образования JPL также организует Летнюю школу планетарных наук (PSSS) – ежегодный недельный семинар для аспирантов и докторантов. Программа включает в себя недельное командное проектирование, направленное на разработку концепции ранней миссии, с участием команды передовых проектов JPL ("Team X") и других команд параллельной разработки.
Альянс музеев
JPL создал NASA Museum Alliance в 2003 году, стремясь предоставить музеям, планетариям, посетительским центрам и другим неформальным образовательным учреждениям материалы для выставок, возможности для профессионального развития и информацию, касающуюся предстоящих посадок марсоходов Spirit и Opportunity. В настоящее время в Альянсе насчитывается более 500 участников, которые получают доступ к экспонатам NASA, моделям, образовательным семинарам и сетевым мероприятиям в рамках программы. Сотрудники образовательных организаций, соответствующие требованиям Альянса музеев, могут зарегистрироваться для участия онлайн. Альянс музеев является частью группы неформального образования Управления образования JPL, которая также поддерживает кружки и летние программы, родителей и другие неформальные образовательные инициативы.
Центр ресурсов для педагогов
Центр ресурсов для педагогов NASA/JPL, переезжающий из своего местоположения в торговом центре Indian Hill в Помоне, Калифорния, в конце 2013 года, предоставляет ресурсы, материалы и бесплатные семинары для преподавателей формального и неформального образования по науке, технологиям, инженерии и научным дисциплинам, связанным с миссиями и исследованиями NASA.
Дом открытых дверей
Лаборатория ежегодно проводила дни открытых дверей в субботу и воскресенье в мае или июне, приглашая общественность на экскурсию по объектам и демонстрацию науки и технологий JPL. В течение года также доступны более ограниченные частные экскурсии при предварительном планировании. Тысячи школьников из Южной Калифорнии и других регионов посещают лабораторию каждый год. Ранее дни открытых дверей отменялись из-за сокращения федерального финансирования, вызванного бюджетной секвестрацией. Дни открытых дверей JPL в 2014 году проходили 11 и 12 октября, а в 2015 году – 10 и 11 октября. Начиная с 2016 года, JPL заменил ежегодные дни открытых дверей мероприятием "Билет для исследования JPL", которое включает те же экспонаты, но требует приобретения билетов и предварительной регистрации. Робототехник и водитель марсохода Ванди Верма часто выступает в качестве популяризатора науки на мероприятиях подобного формата, чтобы вдохновить детей (и особенно девочек) на карьеру в области STEM.
Другие работы
В дополнение к своей работе на правительство, JPL также оказывал помощь расположенным поблизости кино- и телевизионным индустриям, консультируя их по вопросам научной достоверности в их проектах. К научно-фантастическим сериалам, получившим консультации от JPL, относятся «Вавилон-5» и его продолжение «Крестовый поход». JPL также сотрудничает с Научно-техническим управлением Департамента внутренней безопасности (DHS S&T). JPL и DHS S&T разработали инструмент поиска и спасения для спасателей, получивший название FINDER. Спасатели могут использовать FINDER для обнаружения живых людей, погребенных под завалами после стихийного бедствия или террористического акта. FINDER использует микроволновый радар для обнаружения дыхания и пульса. Кроме того, в JPL располагается JPL RPIF (Jet Propulsion Laboratory – Regional Planetary Image Facility), который является официальным хранилищем всех данных, полученных с помощью роботизированных космических аппаратов в печатном виде, и таким образом представляет собой ценный ресурс для научных исследователей, финансируемых НАСА, а также важный канал распространения материалов, созданных НАСА, среди педагогов в районе Лос-Анджелеса и южной Калифорнии.
Финансирование
Основным источником финансовой поддержки JPL является NASA. Как полевой центр NASA, основные направления деятельности и проекты JPL, как правило, соответствуют целям и задачам NASA в области исследования космоса, наук о Земле и астрофизики. Финансирование, выделяемое JPL, поступает из части годового бюджета NASA, который, в свою очередь, является частью федерального бюджета США, утвержденного Конгрессом. Объем бюджета зависит от реализуемых JPL проектов, поскольку они могут варьироваться от флагманских межпланетных миссий, стоимость которых исчисляется миллиардами долларов США, до небольших систем наблюдения за Землей с бюджетами в сотни миллионов долларов. Помимо NASA, JPL привлекает финансирование для специализированных проектов от других федеральных ведомств, включая, но не ограничиваясь, Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), Геологическую службу США (USGS) и Министерство обороны США (DoD). В отдельных случаях JPL участвует в совместных миссиях или исследовательских проектах с международными космическими агентствами или научно-исследовательскими институтами. Хотя эти партнерства вносят относительно небольшой вклад в общий бюджет JPL, они способствуют расширению масштаба и повышению эффективности научных исследований и технологической разработки. Общий бюджет JPL подвержен ежегодным колебаниям, обусловленным как федеральным финансированием NASA, так и жизненным циклом реализуемых проектов. Крупные и значимые миссии могут получать существенные долгосрочные финансовые обязательства, в то время как более мелкие или краткосрочные проекты могут иметь более скромную финансовую поддержку. Эти ведомства часто заказывают проекты, использующие уникальную экспертизу JPL в таких областях, как дистанционное зондирование, робототехника и системная инженерия. Несмотря на то, что эти проекты составляют меньшую часть общего бюджета JPL, они играют важную роль в достижении разнообразных целей, которые контролируются этими федеральными ведомствами. В 2022 финансовом году бюджет лаборатории составил приблизительно 2,4 миллиарда долларов, при этом большая часть средств была направлена на развитие планетарных наук.
Традиция арахиса
В JPL существует традиция есть "белок удачи" перед критически важными событиями миссии, такими как выход на орбиту или посадка. По преданию, после серии неудач программы "Рейнджер" в 1960-х годах, первая успешная миссия "Рейнджер" с контролируемым падением на Луну состоялась после того, как один из сотрудников JPL решил раздать арахис, чтобы снять напряжение. Сотрудники в шутку решили, что арахис принес удачу, и эта традиция сохранилась.
Команда Х
Команда проектирования передовых проектов JPL, также известная как Team X, – это междисциплинарная команда инженеров, применяющая методологии параллельной разработки для оперативного проектирования, анализа и оценки концепций миссий.
Иск по проверке данных сотрудников
25 февраля 2005 года Директива Президента по вопросам внутренней безопасности № 12 была утверждена министром торговли. За ней последовали Федеральные стандарты обработки информации 201 (FIPS 201), которые определяли порядок внедрения федеральным правительством проверки личной идентификации. Эти требования привели к необходимости перевыпуска удостоверений личности для соответствия обновленным нормам. 30 августа 2007 года группа сотрудников JPL подала иск в федеральный суд против NASA, Caltech и Министерства торговли, заявив о нарушении их конституционных прав новыми, излишне инвазивными проверками биографических данных. 97% сотрудников JPL были отнесены к категории низкого риска и должны были проходить те же процедуры проверки, что и сотрудники, получающие допуск к информации умеренного/высокого риска. В соответствии с HSPD 12 и FIPS 201, следователи имеют право получать любую информацию о сотрудниках, включая опрос знакомых о психическом, эмоциональном и финансовом состоянии сотрудника. Кроме того, если сотрудники покидают JPL до истечения двухлетнего срока действия проверки, возможность проведения расследования не прекращается; бывшие сотрудники могут продолжать находиться под законным наблюдением. Сотрудникам сообщили, что в случае отказа от подписания неограниченного отказа от права на неприкосновенность частной жизни, они будут считаться "добровольно уволенными". Апелляционный суд США по девятому округу признал, что данная процедура нарушает право сотрудников на неприкосновенность частной жизни, и вынес предварительное судебное предписание. NASA обжаловала решение, и 8 марта 2010 года Верховный суд США принял дело к рассмотрению. 19 января 2011 года Верховный суд отменил решение девятого округа, постановив, что проверки биографических данных не нарушают какое-либо конституционное право на неприкосновенность частной жизни, которым могли обладать сотрудники.
Коппедж против Лаборатории реактивного движения
12 марта 2012 года Высший суд Лос-Анджелеса начал рассмотрение вступительных заявлений по делу, в котором бывший сотрудник JPL Дэвид Коппедж подал иск против лаборатории в связи с дискриминацией на рабочем месте и незаконным увольнением. В своем иске Коппедж утверждает, что в 2009 году он лишился статуса "руководителя группы" в миссии Cassini Huygens JPL, а затем был уволен в 2011 году из-за своих евангельских христианских убеждений и, в частности, веры в идею разумного замысла. В свою очередь, JPL, через адвокатов Калифорнийского технологического института, представляющих лабораторию, утверждает, что увольнение Коппеджа было связано исключительно с сокращением бюджета, а его понижение в должности руководителя группы – с жалобами на харассмент и продолжающимися конфликтами с коллегами. 16 января 2013 года судья Высшего суда Эрнест Хиросиге вынес окончательное решение в пользу JPL.