Лаборатория реактивного движения NASA

Лаборатория реактивного движения (англ. Jet Propulsion Laboratory, сокращённо JPL) — научно-исследовательский центр, подведомственный Национальному управлению по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA). Основная специализация JPL — разработка, создание и управление автоматическими межпланетными станциями, космическими телескопами и другими роботизированными аппаратами для исследования Солнечной системы и дальнего космоса. Лаборатория расположена в городе Пасадина, штат Калифорния, и управляется Калифорнийским технологическим институтом (Caltech) по контракту с NASA.

История

Ранние годы и ракетные эксперименты (1930-е — 1940-е)

История JPL началась в 1930-х годах, когда группа студентов и энтузиастов Калифорнийского технологического института, включая Фрэнка Малину, Джека Парсонса и Эдварда Формана, начала эксперименты с ракетными двигателями на твёрдом и жидком топливе. В 1936 году они провели первые испытания в каньоне Арройо-Секо, недалеко от Пасадины. В 1939 году при поддержке Калифорнийского технологического института была создана неформальная группа, которая позже получила название «Ракетно-исследовательский проект» (GALCIT Rocket Research Project).

В 1940 году, после начала Второй мировой войны, проект получил финансирование от Армии США для разработки ракетных ускорителей для взлёта самолётов (JATO). В 1943 году группа была официально переименована в Лабораторию реактивного движения (JPL). В 1944 году лаборатория разработала ракету «Private» — одну из первых американских управляемых ракет. В 1945 году была создана ракета «WAC Corporal», которая стала первой американской ракетой, достигшей высоты более 80 км, что считается границей космоса.

Переход к космическим исследованиям (1950-е — 1960-е)

После войны JPL продолжала разработку ракетных систем для армии, в том числе баллистической ракеты «MGM-5 Corporal». В 1958 году, после запуска советского «Спутника-1», правительство США приняло решение о создании гражданского космического агентства NASA. В декабре 1958 года JPL была передана из ведения Армии США в состав новообразованного NASA. К этому моменту штат лаборатории составлял около 3000 человек.

Первым крупным проектом JPL в составе NASA стала программа «Рейнджер» (1961–1965), направленная на получение изображений поверхности Луны с близкого расстояния. После нескольких неудач аппараты «Рейнджер-7», «Рейнджер-8» и «Рейнджер-9» успешно передали тысячи снимков перед столкновением с Луной. В 1962 году JPL осуществила первую успешную межпланетную миссию США — «Маринер-2», который пролетел мимо Венеры и передал данные о её атмосфере и температуре. В 1965 году «Маринер-4» стал первым аппаратом, передавшим снимки Марса с близкого расстояния.

Эпоха планетарных исследований (1970-е — 1990-е)

В 1970-х годах JPL разработала и управляла миссиями «Викинг» (1975–1982), которые осуществили первую успешную посадку на Марс и провели эксперименты по поиску жизни. В 1977 году были запущены аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые совершили «Большое турне» по планетам-гигантам (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) и продолжают передавать данные из межзвёздного пространства по состоянию на 2025 год.

В 1980-х годах JPL участвовала в программе «Спейс шаттл» и разрабатывала научные приборы для полётов. В 1989 году был запущен космический аппарат «Галилео» (разработанный совместно с другими центрами NASA) для исследования Юпитера и его спутников. В 1990-х годах JPL разработала марсоход «Sojourner» (миссия «Mars Pathfinder», 1997), который стал первым успешным колёсным роботом на Марсе.

Современный этап (2000-е — настоящее время)

В 2004 году на Марс успешно высадились марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити» (миссия «Mars Exploration Rover»), разработанные JPL. «Оппортьюнити» проработал на поверхности Марса до 2018 года, значительно превысив запланированный срок. В 2012 году на Марс был доставлен марсоход «Кьюриосити» (миссия «Mars Science Laboratory»), который продолжает работу по состоянию на 2025 год. В 2021 году на Марс прибыл марсоход «Персеверанс» (миссия «Mars 2020»), также созданный JPL, который собирает образцы грунта для будущей доставки на Землю.

Среди других значимых проектов JPL — миссия «Кассини-Гюйгенс» (1997–2017) по исследованию Сатурна и его спутников (совместно с Европейским космическим агентством и Итальянским космическим агентством), миссия «Dawn» (2007–2018) по изучению астероидов Веста и Церера, а также миссия «Juno» (2011–2025) по исследованию Юпитера. В 2020-х годах JPL активно участвует в программе «Artemis» по возвращению человека на Луну и разрабатывает миссию «Europa Clipper» (запуск запланирован на 2024 год) для изучения спутника Юпитера Европы.

Структура и управление

JPL является федеральным научно-исследовательским центром (Federally Funded Research and Development Center, FFRDC), управляемым Калифорнийским технологическим институтом по контракту с NASA. Штат лаборатории составляет около 6000 человек, включая инженеров, учёных, программистов и административный персонал. Лаборатория состоит из нескольких дирекций, включая дирекцию по планетарным наукам, дирекцию по космическим технологиям, дирекцию по проектированию и разработке, а также дирекцию по управлению программами.

Бюджет JPL на 2024 финансовый год составил около 2,5 миллиардов долларов США, основная часть которых выделяется NASA на конкретные проекты. Лаборатория также выполняет заказы для других государственных агентств США, в том числе Министерства обороны и Министерства энергетики.

Основные проекты и достижения

Исследование Марса

JPL является ведущим центром NASA по исследованию Марса. Лаборатория разработала и управляла всеми успешными марсоходами NASA, включая «Sojourner», «Спирит», «Оппортьюнити», «Кьюриосити» и «Персеверанс». Кроме того, JPL разработала орбитальные аппараты «Mars Reconnaissance Orbiter» (2006) и «Mars Odyssey» (2001), которые продолжают работу на орбите Марса. Лаборатория также отвечает за управление миссией «InSight» (2018–2022) по изучению внутреннего строения Марса.

Исследование внешних планет

JPL разработала и управляет миссиями «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые являются единственными аппаратами, достигшими межзвёздного пространства. Лаборатория также разработала миссию «Кассини-Гюйгенс» (совместно с ESA), которая изучала Сатурн и его спутники, в том числе Титан и Энцелад. В 2024 году планируется запуск миссии «Europa Clipper» для изучения подлёдного океана Европы, спутника Юпитера.

Астрофизика и космология

JPL участвует в разработке и управлении космическими телескопами. Лаборатория разработала инфракрасный телескоп «Спитцер» (2003–2020), который изучал холодные объекты Вселенной. JPL также является ведущим центром по управлению телескопом «Хаббл» (совместно с Институтом космического телескопа) и участвует в проекте «Джеймс Уэбб» (запущен в 2021 году). Кроме того, JPL разрабатывает миссию «Nancy Grace Roman Space Telescope» (запуск планируется в 2027 году).

Технологии и инновации

JPL является пионером в области разработки систем управления космическими аппаратами, включая системы навигации и связи. Лаборатория разработала технологию «Deep Space Network» (DSN) — глобальную сеть антенн для связи с межпланетными аппаратами, расположенную в Голдстоуне (США), Мадриде (Испания) и Канберре (Австралия). JPL также разработала систему «Star Trek» — программное обеспечение для планирования научных операций на Марсе.

Критика и проблемы

Деятельность JPL, как и других подразделений NASA, подвергается критике со стороны некоторых политиков и общественных деятелей в США за высокую стоимость проектов и задержки в их реализации. Например, миссия «Mars Science Laboratory» (марсоход «Кьюриосити») была отложена на два года и превысила первоначальный бюджет на 1,5 миллиарда долларов. Также критикуется зависимость JPL от государственного финансирования и её роль в военных проектах в первые годы существования.

Интересные факты

• JPL является единственным подразделением NASA, которое управляется университетом (Калифорнийским технологическим институтом), а не государственным агентством.
• На территории JPL находится «Марсианский двор» — зона для испытаний марсоходов, имитирующая марсианский ландшафт.
• В 2013 году JPL разработала и выпустила открытую версию программного обеспечения для управления космическими аппаратами, которое используется в образовательных проектах.
• Лаборатория ежегодно проводит «День открытых дверей», который посещают десятки тысяч человек.
• В 2020 году JPL получила премию «Эмми» за разработку визуализации данных миссии «InSight».

Источники

• «JPL: The First 40 Years» — книга, изданная Лабораторией реактивного движения (1996).
• Официальный сайт Лаборатории реактивного движения NASA (jpl.nasa.gov).
• «The History of the Jet Propulsion Laboratory» — статья в журнале «Technology and Culture» (1998).
• «NASA's Jet Propulsion Laboratory: A History» — статья в журнале «Spaceflight» (2005).
• «JPL and the American Space Program» — книга Клэя Моргана (2010).