El Laboratorio de Propulsión a Chorro ( JPL ) es un Centro de Investigación y Desarrollo Financiado por el Gobierno Federal ( FFRDC ) en La Cañada Flintridge, California , Crescenta Valley, Estados Unidos. [1] Fundado en 1936 por investigadores de Caltech , el laboratorio ahora es propiedad y está patrocinado por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio ( NASA ) y administrado y gestionado por el Instituto de Tecnología de California . [2] [3]
La función principal del laboratorio es la construcción y operación de naves espaciales robóticas planetarias , aunque también lleva a cabo misiones en órbita terrestre y astronómicas. También es responsable de operar la Red de Espacio Profundo ( DSN ) de la NASA.
Entre los principales proyectos activos en el laboratorio, se encuentran la misión Mars 2020 , que incluye el rover Perseverance ; la misión Mars Science Laboratory , que incluye el rover Curiosity ; el Mars Reconnaissance Orbiter ; la nave espacial Juno en órbita alrededor de Júpiter ; el satélite SMAP para el monitoreo de la humedad del suelo de la superficie de la Tierra; el telescopio de rayos X NuSTAR ; y el orbitador de asteroides Psyche . También es responsable de administrar la base de datos de cuerpos pequeños del JPL , y proporciona datos físicos y listas de publicaciones para todos los cuerpos pequeños conocidos del Sistema Solar .
La Instalación de Operaciones de Vuelos Espaciales y el Simulador Espacial de Veinticinco Pies del JPL están designados como Monumentos Históricos Nacionales .
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El JPL remonta sus inicios a 1936 en el Laboratorio Aeronáutico Guggenheim del Instituto de Tecnología de California (GALCIT), cuando se llevó a cabo el primer conjunto de experimentos con cohetes de los Estados Unidos en Arroyo Seco . [5] Esta aventura inicial involucró a los estudiantes de posgrado de Caltech Frank Malina , Qian Xuesen , [6] [7] Weld Arnold [8] y Apollo MO Smith , junto con Jack Parsons y Edward S. Forman , a menudo denominados el "Escuadrón Suicida" debido a la naturaleza peligrosa de sus experimentos. [9] Juntos, probaron un pequeño motor alimentado con alcohol para recopilar datos para la tesis de posgrado de Malina. [10] El asesor de tesis de Malina fue el ingeniero/aerodinámico Theodore von Kármán , quien finalmente aseguró el apoyo financiero del Ejército de los EE. UU. para este "Proyecto de cohetes GALCIT" en 1939.
En los primeros años del proyecto, el trabajo se centró principalmente en el desarrollo de la tecnología de cohetes. En 1941, Malina, Parsons, Forman, Martin Summerfield y el piloto Homer Bushey demostraron los primeros cohetes de despegue asistido por chorro ( JATO ) al Ejército. En 1943, von Kármán, Malina, Parsons y Forman establecieron la Aerojet Corporation para fabricar cohetes JATO. El proyecto adoptó el nombre de Laboratorio de Propulsión a Chorro en noviembre de 1943, convirtiéndose formalmente en una instalación del Ejército operada bajo contrato por la universidad. [11] [12] [13] [14] En el mismo año, Qian y dos de sus colegas redactaron el primer documento en utilizar el nombre de Laboratorio de Propulsión a Chorro. [15]
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En una conferencia de la NASA sobre la historia de los primeros cohetes, Malina escribió que el trabajo del JPL "se consideraba que incluía" la investigación llevada a cabo por el Grupo de Investigación de Cohetes GALCIT a partir de 1936. [16] En 1944, Parsons fue expulsado debido a sus "métodos de trabajo poco ortodoxos e inseguros" después de una de varias investigaciones del FBI sobre su participación en lo oculto, las drogas y la promiscuidad sexual. [17]
Durante los años del JPL en el Ejército, el laboratorio desarrolló dos sistemas de armas desplegados importantes, los misiles balísticos de alcance intermedio MGM-5 Corporal y MGM-29 Sergeant , que marcaron los primeros misiles balísticos estadounidenses desarrollados en el JPL. [18] También desarrolló varios otros prototipos de sistemas de armas, como el sistema de misiles antiaéreos Loki y el precursor del cohete sonda Aerobee . En varias ocasiones, llevó a cabo pruebas de cohetes en el White Sands Proving Ground , la Base de la Fuerza Aérea Edwards y Goldstone, California . [14]
En 1954, el JPL se asoció con los ingenieros de Wernher von Braun en el Arsenal Redstone de la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército en Huntsville, Alabama , para proponer poner en órbita un satélite durante el Año Geofísico Internacional . El equipo perdió esa propuesta ante el Proyecto Vanguard y, en su lugar, se embarcó en un proyecto clasificado para demostrar la tecnología de reentrada ablativa utilizando un cohete Jupiter-C . Llevaron a cabo tres vuelos suborbitales exitosos en 1956 y 1957. Utilizando un Juno I de repuesto (un Jupiter-C modificado con una cuarta etapa), las dos organizaciones lanzaron el primer satélite de los Estados Unidos, Explorer 1 , el 31 de enero de 1958. [12] [13] Este logro significativo marcó una nueva era para el JPL y los EE. UU. en la carrera espacial.
Menos de un año después, en diciembre de 1958, el JPL fue transferido a la recién formada Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA). [19] Como resultado de esta transición, el JPL se convirtió en el principal centro de naves espaciales planetarias de la agencia, liderando el diseño y la operación de varias misiones lunares e interplanetarias. La transferencia a la NASA marcó el comienzo de una "Edad de Oro" de exploración planetaria para el JPL en las décadas de 1960 y 1970. [20] Los ingenieros del JPL diseñaron y operaron misiones Ranger y Surveyor a la Luna que allanaron el camino para el programa Apolo . El JPL demostró ser un líder en exploración interplanetaria con las misiones Mariner a Venus , Marte y Mercurio , que devolvieron datos valiosos sobre nuestros planetas vecinos. [12]
Además, el JPL fue uno de los primeros en emplear matemáticas femeninas. En los años 1940 y 1950, utilizando calculadoras mecánicas, las mujeres de un grupo de cálculos compuesto exclusivamente por mujeres realizaron cálculos de trayectoria. [21] [22] En 1961, el JPL contrató a Dana Ulery como la primera ingeniera que trabajó junto a ingenieros masculinos como parte de los equipos de seguimiento de las misiones Ranger y Mariner . [23]
Aprovechando el impulso de los éxitos de la década de 1960 y principios de la de 1970, el JPL inició una era de exploración del espacio profundo a finales de la década de 1970 y en la de 1980. El momento culminante de este período fue el lanzamiento de las naves espaciales gemelas Voyager en 1977. [24]
Inicialmente establecida en una trayectoria para explorar Júpiter y su luna Ío, los parámetros de la misión de la Voyager 1 se ajustaron para proporcionar también un sobrevuelo cercano de la luna Titán de Saturno . [25] La nave espacial envió imágenes y datos detallados de ambos gigantes gaseosos, revolucionando nuestra comprensión de estos mundos distantes. [26] La nave espacial Voyager 2 siguió una trayectoria más extensa, realizando sobrevuelos no solo de Júpiter y Saturno, sino también de Urano y Neptuno. [27] Estos encuentros proporcionaron datos de primera mano de los cuatro gigantes gaseosos, ofreciendo información sobre la naturaleza y la dinámica de los planetas exteriores. Ambas naves espaciales Voyager, después de cumplir con sus objetivos principales de la misión, se dirigieron hacia el espacio interestelar , llevando consigo los Discos de Oro , discos fonográficos que contienen sonidos e imágenes seleccionados para retratar la diversidad de la vida en la Tierra. [28]
La década de 1980 también vio el inicio de la misión Galileo , que se lanzó a fines de esa década. [29] La nave espacial Galileo fue diseñada para estudiar Júpiter y sus lunas principales en detalle. [30] Aunque la sonda recién entró en la órbita del gigante gaseoso en la década de 1990, su inicio y planificación durante la década de 1980 significaron el compromiso continuo del JPL con la exploración del espacio profundo.
En los años 1990 y 2000 se produjo un resurgimiento de la exploración de Marte , impulsado por las misiones Mars Pathfinder y Mars Exploration Rover del JPL. [31] En 1997, la misión Mars Pathfinder desplegó el primer rover de Marte exitoso, Sojourner , demostrando la viabilidad de la exploración móvil en la superficie marciana. En 2004, los rovers de exploración de Marte, Spirit y Opportunity , aterrizaron en Marte. Opportunity superó su vida útil esperada por 14 años, proporcionando una gran cantidad de datos científicos y preparando el escenario para futuras misiones a Marte. [32]
En las décadas de 2000 y 2010, el JPL amplió su alcance de exploración, incluido el lanzamiento de misiones para estudiar los planetas exteriores, como la misión Juno a Júpiter y la misión Cassini-Huygens a Saturno. [33] [34] Al mismo tiempo, el JPL también comenzó a centrarse en misiones de ciencias de la Tierra, desarrollando tecnología satelital para estudiar el cambio climático, los patrones meteorológicos y los fenómenos naturales en la Tierra. El JPL también abrió la Oficina del Programa de Objetos Cercanos a la Tierra para la NASA en 1998, que había encontrado el 95% de los asteroides de un kilómetro o más de diámetro que cruzan la órbita de la Tierra en 2013. [35] [36]
En los años 2010 y 2020, el JPL continuó su exploración de Marte con el rover Curiosity y la misión Mars 2020, que incluía el rover Perseverance y el helicóptero retirado Ingenuity . [37] El objetivo principal de Perseverance era recolectar muestras para una futura misión Mars Sample Return (MSR). Además, el JPL se aventuró en la exploración de asteroides con la misión OSIRIS-REx con el objetivo de traer una muestra del asteroide Bennu . [38]
A medida que el JPL avanza, su enfoque sigue estando en diversas misiones interplanetarias e incluso interestelares. Las futuras misiones a Marte tendrán como objetivo devolver las muestras recogidas por el rover Perseverance a la Tierra. [39] Además, la misión Europa Clipper planeada por el JPL está programada para lanzarse en la década de 2020 para estudiar la luna Europa de Júpiter , que se cree que alberga un océano subterráneo. [40] Basándose en el éxito del programa Voyager, el JPL continúa ampliando los límites de la exploración del espacio profundo. El concepto de la sonda interestelar , aunque aún no se ha formalizado, propone enviar una nave espacial a diez veces la distancia del Sol que Plutón, para explorar el medio interestelar y los confines más externos de nuestro sistema solar. [41]
El JPL ha sido reconocido cuatro veces por la Space Foundation : con el Premio de Difusión Pública Douglas S. Morrow, que se otorga anualmente a una persona u organización que haya hecho contribuciones significativas a la conciencia pública de los programas espaciales, en 1998; y con el Premio John L. "Jack" Swigert, Jr. a la Exploración Espacial en tres ocasiones: en 2009 (como parte del Equipo Phoenix Mars Lander de la NASA [42] ), 2006 y 2005.
Cuando se fundó, el sitio del JPL estaba inmediatamente al oeste de una llanura de inundación rocosa - el lecho del río Arroyo Seco - sobre la presa Devil's Gate en el noroeste de la ciudad de Pasadena en el sur de California , cerca de Los Ángeles . Si bien los primeros edificios se construyeron en terrenos comprados a la ciudad de Pasadena, [1] los edificios posteriores se construyeron en terrenos vecinos no incorporados que luego se convirtieron en parte de La Cañada Flintridge . Hoy en día, la mayor parte de los 168 acres (68 ha) de la propiedad de la NASA propiedad del gobierno federal de los EE. UU. que componen el campus del JPL se encuentra en La Cañada Flintridge. [43] [44] A pesar de esto, el JPL todavía usa una dirección de Pasadena (4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA 91109) como su dirección postal oficial. [45] Ha habido rivalidad ocasional entre las dos ciudades sobre el tema de cuál debería ser mencionada en los medios como el hogar del laboratorio. [44] [46] [47] [48]
Caltech cuenta con aproximadamente 6.000 empleados a tiempo completo y, por lo general, unos cuantos miles de contratistas adicionales que trabajan cada día. La NASA también tiene una oficina en las instalaciones atendida por administradores federales que supervisan las actividades del JPL y trabajan para la NASA. También hay algunos estudiantes de posgrado de Caltech , estudiantes universitarios en prácticas y estudiantes en prácticas.
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La Oficina de Educación del JPL presta servicios a educadores y estudiantes proporcionándoles actividades, recursos, materiales y oportunidades relacionadas con las misiones y la ciencia de la NASA. La misión de sus programas es introducir y fomentar el interés de los estudiantes en carreras STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas). [49]
El JPL ofrece oportunidades de investigación, pasantías y becas durante el verano y durante todo el año a estudiantes de secundaria, posdoctorados y profesores. (En la mayoría de los casos, los estudiantes deben ser ciudadanos estadounidenses o residentes legales permanentes para postularse, aunque los extranjeros que estudian en universidades estadounidenses son elegibles para programas limitados). Los pasantes son patrocinados a través de programas de la NASA, asociaciones universitarias y mentores del JPL para oportunidades de investigación en el laboratorio en áreas que incluyen tecnología, robótica, ciencia planetaria, ingeniería aeroespacial y astrofísica. [50]
En agosto de 2013, el JPL fue nombrado uno de "Los 10 laboratorios universitarios más impresionantes de 2013" por Popular Science, que señaló que alrededor de 100 estudiantes que realizan prácticas en el laboratorio son considerados para trabajos permanentes en el JPL después de graduarse. [51]
La Oficina de Educación del JPL también organiza la Escuela de Verano de Ciencias Planetarias (PSSS), un taller anual de una semana de duración para estudiantes de posgrado y posdoctorado. El programa consiste en un ejercicio de diseño en equipo de una semana de duración en el que se desarrolla un estudio conceptual preliminar de la misión, en colaboración con el Equipo de Diseño de Proyectos Avanzados del JPL ("Equipo X") y otros equipos de ingeniería concurrentes. [52]
El JPL creó la NASA Museum Alliance en 2003 con el deseo de proporcionar a museos, planetarios, centros de visitantes y otros tipos de educadores informales materiales de exhibición, desarrollo profesional e información relacionada con los aterrizajes de los exploradores de Marte Spirit y Opportunity , que se aproximaban en ese momento. [53] La Alianza ahora tiene más de 500 miembros, que obtienen acceso a exhibiciones, modelos, talleres educativos y oportunidades de establecer contactos de la NASA a través del programa. El personal de las organizaciones educativas que cumplen con los requisitos de la Museum Alliance puede registrarse para participar en línea. [54]
La Alianza de Museos es un subconjunto del grupo de Educación Informal de la Oficina de Educación del JPL, que también presta servicios a programas extraescolares y de verano, padres y otros tipos de educadores informales. [55]
El Centro de Recursos para Educadores de la NASA/JPL, que se trasladará de su ubicación en el Indian Hill Mall en Pomona, California, a fines de 2013, [56] ofrece recursos, materiales y talleres gratuitos para educadores formales e informales que cubren temas de ciencia, tecnología, ingeniería y científicos relacionados con las misiones de la NASA y la ciencia.
El laboratorio tenía una jornada de puertas abiertas una vez al año los sábados y domingos de mayo o junio, cuando se invitaba al público a recorrer las instalaciones y ver demostraciones en vivo de la ciencia y la tecnología del JPL. También se ofrecen visitas privadas más limitadas durante todo el año si se programan con suficiente antelación. Miles de escolares del sur de California y otros lugares visitan el laboratorio cada año. [57] Debido a los recortes de gastos federales ordenados por el secuestro presupuestario , la jornada de puertas abiertas se ha cancelado anteriormente. [58] La jornada de puertas abiertas del JPL para 2014 fue el 11 y 12 de octubre y la de 2015 fue el 10 y 11 de octubre. A partir de 2016, el JPL reemplazó la jornada de puertas abiertas anual con "Ticket to Explore JPL", que presenta las mismas exhibiciones pero requiere boletos y reserva previa. [59] La roboticista y conductora del rover de Marte Vandi Verma actúa con frecuencia como comunicadora científica en eventos de puertas abiertas para alentar a los niños (y particularmente a las niñas) a seguir carreras STEM . [60] [61] [62]
Además de su trabajo en el gobierno, el JPL también ha ayudado a las industrias cinematográficas y televisivas locales, asesorándolas sobre la precisión científica en sus producciones. Entre los programas de ciencia ficción que asesoró el JPL se encuentran Babylon 5 y su serie secuela, Crusade .
El JPL también trabaja con la Dirección de Ciencia y Tecnología del Departamento de Seguridad Nacional (DHS-S&T). El JPL y el DHS-S&T desarrollaron una herramienta de búsqueda y rescate para los equipos de emergencias llamada FINDER. Los equipos de emergencias pueden utilizar FINDER para localizar a personas que aún están vivas y que están enterradas bajo los escombros después de un desastre o un ataque terrorista. FINDER utiliza un radar de microondas para detectar la respiración y los pulsos. [63]
Además, el JPL es el hogar del JPL-RPIF (Laboratorio de Propulsión a Chorro – Instalación Regional de Imágenes Planetarias), que está autorizado como repositorio de todos los datos impresos de naves espaciales robóticas y, por lo tanto, proporciona un recurso valioso para los investigadores científicos financiados por la NASA y un conducto importante para la distribución de materiales generados por la NASA a educadores locales en el área de Los Ángeles/sur de California. [64] [65]
La principal fuente de apoyo financiero del JPL es la NASA. [66] Como centro de campo de la NASA, las actividades y proyectos principales del JPL están generalmente alineados con los objetivos de la misión de la NASA en exploración espacial, ciencias de la Tierra y astrofísica. La financiación asignada al JPL proviene de una parte del presupuesto anual de la NASA, que a su vez es parte del presupuesto federal de los Estados Unidos aprobado por el Congreso. [67] La escala del presupuesto depende de los proyectos que emprenda el JPL, ya que las misiones pueden variar desde misiones interplanetarias emblemáticas que cuestan miles de millones de dólares estadounidenses hasta sistemas de observación de la Tierra más pequeños con presupuestos de cientos de millones.
Además de la NASA, el JPL obtiene financiación para proyectos especializados de otras agencias federales, entre las que se incluyen, entre otras, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD). [68] [69] Ocasionalmente, el JPL participa en misiones conjuntas o proyectos de investigación con agencias espaciales internacionales o instituciones de investigación. Si bien estas asociaciones aportan una parte relativamente pequeña del presupuesto general del JPL, sirven para mejorar el alcance y el impacto de su investigación científica y desarrollo tecnológico.
El presupuesto total del JPL está sujeto a fluctuaciones anuales en función de la asignación federal a la NASA y del ciclo de vida de los proyectos en curso. Las misiones de alto perfil pueden recibir importantes compromisos de financiación a largo plazo, mientras que los proyectos más pequeños o de más corto plazo pueden tener un apoyo financiero más modesto. Estas agencias suelen encargar proyectos que aprovechan la experiencia única del JPL en áreas como la teledetección , la robótica y la ingeniería de sistemas. Aunque estos proyectos forman una parte menor del presupuesto general del JPL, son fundamentales para cumplir el conjunto diverso de objetivos que supervisan estas agencias federales.
En el año fiscal 2022, el presupuesto del laboratorio fue de aproximadamente 2.400 millones de dólares, y la mayor parte se destinó al desarrollo de la ciencia planetaria. [70]
En el JPL existe la tradición de comer " cacahuetes de la buena suerte " antes de eventos críticos de la misión, como inserciones orbitales o aterrizajes. Según cuenta la historia, después de que el programa Ranger experimentara fracaso tras fracaso durante la década de 1960, la primera misión exitosa del Ranger que impactó la Luna se produjo después de que un miembro del personal del JPL decidiera repartir cacahuetes para aliviar la tensión. El personal decidió en broma que los cacahuetes debían haber sido un amuleto de buena suerte, y la tradición persistió. [71] [72]
Estas son algunas de las misiones parcialmente patrocinadas por el JPL: [73]
El Equipo de Diseño de Proyectos Avanzados del JPL, también conocido como Equipo X, es un equipo interdisciplinario de ingenieros que utiliza "metodologías de ingeniería concurrente para completar el diseño, análisis y evaluación rápidos de diseños de conceptos de misión". [78]
El 25 de febrero de 2005, el Secretario de Comercio aprobó la Directiva Presidencial de Seguridad Nacional 12. [79] A esto le siguieron las Normas Federales de Procesamiento de Información 201 ( FIPS 201 ), que especificaban cómo el gobierno federal debía implementar la verificación de identidad personal. Estas especificaciones llevaron a la necesidad de cambiar las credenciales para cumplir con los requisitos actualizados.
El 30 de agosto de 2007, un grupo de empleados del JPL presentó una demanda en un tribunal federal contra la NASA, Caltech y el Departamento de Comercio, alegando que sus derechos constitucionales estaban siendo violados por las nuevas y excesivamente invasivas investigaciones de antecedentes. [80] El 97% de los empleados del JPL fueron clasificados en el nivel de bajo riesgo y estarían sujetos a los mismos procedimientos de autorización que aquellos que obtienen la autorización de riesgo moderado/alto. Según la HSPD 12 y la FIPS 201, los investigadores tienen derecho a obtener cualquier información sobre los empleados, lo que incluye interrogar a los conocidos sobre el estado de la estabilidad mental, emocional y financiera del empleado. Además, si los empleados abandonan el JPL antes de que finalice el período de validez de dos años de la verificación de antecedentes, no se termina la capacidad de investigación; los ex empleados aún pueden ser monitoreados legalmente.
A los empleados se les dijo que si no firmaban una renuncia ilimitada a la privacidad, [81] se consideraría que habían "renunciado voluntariamente". [82] El Tribunal de Apelaciones de los Estados Unidos para el Noveno Circuito determinó que el proceso violaba los derechos de privacidad de los empleados y emitió una orden preliminar. [83] La NASA apeló y la Corte Suprema de los Estados Unidos concedió el certiorari el 8 de marzo de 2010. El 19 de enero de 2011, la Corte Suprema revocó la decisión del Noveno Circuito, dictaminando que las verificaciones de antecedentes no violaban ningún derecho constitucional a la privacidad que los empleados pudieran haber tenido. [84]
El 12 de marzo de 2012, el Tribunal Superior de Los Ángeles tomó declaraciones de apertura en el caso en el que el ex empleado del JPL David Coppedge presentó una demanda contra el laboratorio debido a discriminación en el lugar de trabajo y despido injustificado. En la demanda, Coppedge alega que primero perdió su estatus de "líder de equipo" en la misión Cassini-Huygens del JPL en 2009 y luego fue despedido en 2011 debido a sus creencias cristianas evangélicas y específicamente su creencia en el diseño inteligente . Por el contrario, el JPL, a través de los abogados de Caltech que representan al laboratorio, alega que el despido de Coppedge se debió simplemente a recortes presupuestarios y su degradación de líder de equipo se debió a quejas de acoso y a conflictos continuos con sus compañeros de trabajo. [85] El juez del Tribunal Superior Ernest Hiroshige emitió un fallo final a favor del JPL el 16 de enero de 2013. [86]
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