Laboratorio de propulsión a chorro



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Laboratorio de propulsión a chorro
Centro de investigación espacial
vertical = artículo para ilustrar la organización
Imagen en Infobox.
Entrada al laboratorio de propulsión a chorro
Historia
Fundación
1936
Marco
Acrónimo
(en)  JPL
Escribe
Esfera de actividad
Diseño de naves espaciales, Telecomunicaciones espaciales
Asiento
País
Detalles de contacto
Organización
Eficaz
~ 6.000 personas
Dirección
Organizaciones matrices
Producto
Sitio web

El Laboratorio de Propulsión a Chorro , más conocido por sus siglas JPL , es un centro de investigación espacial de la NASA gestionado por el Instituto de Tecnología de California , creado en 1936 y ubicado en Pasadena ( California). ) En Estados Unidos . Tiene una experiencia incomparable en el campo de las misiones espaciales robóticas. Dentro de la agencia espacial estadounidense, JPL está desarrollando misiones de exploración para el Sistema Solar , en particular para Marte (misiones Mars Exploration Rover , Mars Science Laboratory , InSight , Mars 2020, etc.) y planetas externos ( Cassini , Europa Clipper ...) así como misiones científicas de observación de la Tierra y astronomía espacial. JPL también gestiona la Red de Espacio Profundo de estaciones terrenas , que permite a la agencia espacial comunicarse con sus sondas espaciales interplanetarias. JPL emplea a unas 6.000 personas en 2017. Desde el punto de vista legal, es un centro de investigación financiado por el gobierno federal pero administrado por un organismo privado ( centro de investigación y desarrollo financiado con fondos federales ).

JPL fue creado por iniciativa de los entusiastas de los cohetes y Theodore von Kármán , profesor del reconocido Instituto de Tecnología de California (Caltech), con el objetivo de realizar investigaciones sobre la propulsión de motores de cohetes . En vísperas de la Segunda Guerra Mundial , la Fuerza Aérea de los Estados Unidos recurrió a estos especialistas para desarrollar cohetes de asistencia al despegue JATO que permitieran a sus bombarderos despegar desde pistas cortas. Al final de la guerra, el centro de investigación diseñó cohetes y misiles de creciente poder para el Ejército . Al comienzo de la era espacial , el JPL contribuyó al lanzamiento del primer satélite artificial estadounidense proporcionando tanto los medios de seguimiento, las etapas superiores del lanzador como el propio satélite ( Explorer 1 ). Este es un punto de inflexión en la actividad del centro de investigación que se confirma en su vinculación cona la agencia espacial civil estadounidense de reciente creación, NASA . A partir de esta fecha, el centro desarrolla sus habilidades en el campo de la exploración del sistema solar escribiendo algunas de las páginas más hermosas del programa espacial estadounidense, incluidas las misiones Surveyor , Mariner , Voyager , Viking , Galileo , Cassini Huygens , MER y Laboratorio de Ciencias de Marte .

Histórico

Inicios (1936-1938)

La creación del Laboratorio de Propulsión a Chorro está vinculada a dos apasionados entusiastas de los cohetes , Jack Parsons y Edward S. Forman, que viven en el área de Los Ángeles . A mediados de la década de 1930 probaron sus artesanías en el patio de la casa de Forman y mantuvieron correspondencia con ciertos investigadores alemanes que trabajaban en el campo, en particular Willy Ley . Apasionados por una conferencia de cohetes a la que asistieron en 1936 en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), una de las universidades más reputadas de Estados Unidos ubicada en Pasadena en los suburbios de Los Ángeles , pidieron consejos sobre cómo hacer avanzar su actividad. al profesor Theodore von Karman . Dirige el Laboratorio de Aeronáutica Guggenheim (GALCIT) dentro de Caltech, un instituto de investigación que desempeña un papel de liderazgo en el campo de la aerodinámica . Von Karman le pide ayuda a uno de sus estudiantes, Frank Malina , quien luego completó su tesis doctoral sobre propulsión de cohetes. Los tres hombres forman un equipo que rápidamente se ve reforzado por algunos otros estudiantes de CalTech, incluidos Apollo Milton, Olin Smith y Tsien Hsue-shen .

Este grupo está realizando sus primeras pruebas de un motor cohete de propulsante líquido en el cañón generalmente seco de Arroyo Seco , en el extremo norte de Pasadena y al pie de las montañas de San Gabriel . Después de las pruebas iniciales infructuosas, lograron hacer funcionar su motor durante un período de tiempo significativo a principios de 1937. Impresionado, von Karman decidió crear un banco de pruebas para motores de cohetes cerca de un edificio en el campus de CalTech. Parsons y Forman trabajan a tiempo parcial en el sitio. Después de dos explosiones que le valieron al pequeño grupo el apodo de "escuadrón de la muerte", se les pidió que trasladaran su banco de pruebas a otra parte. Deciden continuar sus experimentos en el sitio inicial de Arroyo Seco. Prueban varios tipos de propulsores y diferentes arquitecturas de motores.

Diseñador de cohetes y misiles para el ejército (1938-1957)

Diseñador de cohetes de asistencia al despegue (1938-1944)

Theodore von Karman , uno de los fundadores de JPL, en CalTech.

En 1938, von Karman y Molina fueron invitados a Washington por el jefe de la Fuerza Aérea estadounidense Henry Arnold para discutir proyectos de investigación militar. Arnold es consciente del trabajo de GALCIT sobre cohetes y decide encomendar a este instituto un proyecto de investigación que explote el potencial de los cohetes. Esto es para facilitar el despegue de bombarderos pesados utilizando pistas cortas que abundan en particular en las islas del Océano Pacífico sur. El Ejército asignó inicialmente una suma de US $ 1.000 para esta investigación, que se incrementó un año después a US $ 10.000. Von Karman logró persuadir a Caltech de que alquilara varias hectáreas de tierra en la orilla oeste del Arroyo Seco para desarrollar los cohetes JATO (Jet-Assisted TakeOf). Se prueban diferentes combinaciones de propulsores sólidos y líquidos, así como varias arquitecturas y potencias. Enuna pequeña aeronave tipo Ercoupe de ERCO realiza el primer despegue asistido por JATO desde el aeródromo March Field en Riverside , California. Seis meses después, Karman y sus colaboradores crearon la empresa Aerojet Engineering Corporation para fabricar los cohetes JATO destinados al ejército. La empresa, que inicialmente empleaba a unas pocas personas, creció rápidamente y pronto se mudó a Azusa, unos kilómetros al este de Pasadena. La Segunda Guerra Mundial, que transforma el Océano Pacífico en un gigantesco campo de batalla, acelera las necesidades de JATO. Veinte años después, habiéndose convertido en el principal fabricante de motores de cohetes en los Estados Unidos, Aerojet emplea a más de 30.000 personas.

Desarrollo de misiles balísticos para el ejército.

En 1943, los alemanes desarrollaron el misil V2 con la esperanza de que esta arma revolucionaria traería la victoria al Tercer Reich . En la práctica, la eficiencia militar es muy baja, pero las investigaciones realizadas permiten grandes avances en el campo de la guía y propulsión de cohetes. El proyecto se desarrolla en secreto, pero los servicios secretos británicos pudieron recopilar información embrionaria sobre el trabajo en curso: según estos, los alemanes desarrollarían proyectiles propulsados por motores de cohetes con un alcance de 160 kilómetros. Esta información es comunicada por el gobierno británico al gobierno de los Estados Unidos. Inicio de la demanda militar de EE. UU.a von Karman para estudiar los datos recopilados y proporcionar un informe sobre el tema. El profesor indica en su informe que la realización de un dispositivo similar no es posible en el estado del conocimiento en Estados Unidos y propone un enfoque incremental proponiendo el desarrollo de cohetes de potencia creciente e incluyendo la construcción de un túnel de viento. modelos a velocidad hipersónica. El Ejército, que cuenta con considerables recursos presupuestarios ante el conflicto, responde con entusiasmo a este plan, que le permite beneficiarse de la sólida experiencia de Caltech. La junta directiva de la universidad da su acuerdo limitándola inicialmente a la duración de la guerra. Una nueva entidad llamada Laboratorio de Propulsión a Chorro , abreviado JPL (la palabra cohete - cohete - tiene demasiada connotación debido a los cómics publicados en ese momento), se crea oficialmente eldentro de GALCIT para hacerse cargo del proyecto. Karman, ocupado con su trabajo para la Fuerza Aérea, deja Los Ángeles hacia Washington y Malina se hace cargo del laboratorio. El JPL contaba con unas 150 personas cuando se fundó, esta cifra se elevó a 500 en 1948 y superó las 1.000 en 1953.

Un primer cohete con una longitud de 2 metros y llamado Soldado A (soldado A) se prueba en vuelo por primera vez eny alcanzó una altitud de 20 kilómetros. El siguiente cohete, llamado WAC Corporal , alcanzó una altitud de 76 kilómetros. El Cabo , una versión significativamente ampliada del WAC Corporal, realizó su primer vuelo en 1947. La segunda prueba no tuvo éxito e impuso un regreso a la mesa de dibujo que pospuso la siguiente prueba por un año. En 1949, el Pentágono decide que el Cabo se utilizará con fines militares y estará equipado con una ojiva nuclear. El Ejército firmó un contrato con el JPL y Firestone para la construcción de 200 corporales por año a partir de 1952. Posteriormente, se otorgó un papel ampliado al JPL, que gradualmente adquirió experiencia en el campo de la ingeniería de sistemas. Esto se utilizará ampliamente para desarrollar la próxima generación de misiles llamada Sergeant .

Misiles desarrollados para el Ejército
Nombre Diseño Misa en el lanzamiento Largo Diámetro Propulsión Tiempo ardiente Actuaciones Carga útil
Privado 1945 240 kilogramos 2,34 metros 24 cm 2 etapas (propulsor sólido)
Cabo WAC 1945 480 kilogramos 7,3 m 30 centimetros 2 etapas (propulsor sólido + propulsor líquido) 48 s Altitud: 80 km
Corporal 1947-1955 5 t 13,8 m 76 cm Motor de combustible líquido (89 kN) 63 s Ojiva nuclear (20 kt)
Alcance 130 km
Guía por radio
680 kilogramos
Sargento 1955 4,6 toneladas 10,52 metros 79 cm Thiokol XM100 (propulsor sólido) 200 kN 34 s Ojiva nuclear (200 kt)
Alcance 139 km
Guía inercial
820 kilogramos

Destino de los creadores del Laboratorio de propulsión a chorro

Los fundadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro abandonaron el laboratorio durante la década de 1940. Von Karman asumió la dirección en 1944 del comité científico asesor de la Fuerza Aérea . Es uno de los principales defensores de la política de contención destinada a detener la expansión de la zona de influencia soviética más allá de sus límites alcanzados eny contrarrestar a los estados que probablemente abrazarán el comunismo . Frank Malina , a quien no le gustaba el uso de cohetes con fines militares, abandonó los Estados Unidos en 1947 y se mudó a París para trabajar en la UNESCO . Más tarde se convirtió en artista de estudio, creador de esculturas cinéticas y murió en Boulogne sur Seine en 1981. Jack Parsons desarrolló varias innovaciones técnicas en el campo de los cohetes. El que von Karman describió como un excelente químico y encantador loco, toma la cabeza de la logia de una secta ocultista conocida por su uso de drogas y sus orgías. Trabajó para Aerojet en 1942 pero dejó la empresa dos años después. Posteriormente trabajó en empresas de fabricación de explosivos y aviones. En 1952 decidió salir de Los Ángeles para establecerse en la Ciudad de México pero murió a causa de las heridas por una explosión en su garaje a la edad de 37 años. El ex alumno chino de von Karman, Tsien Hsue-shen , jugó un papel central en el desarrollo de los primeros cohetes creados por JPL. Fue uno de los tres redactores del primer documento redactado para el Ejército que proponía un plan de desarrollo de cohetes aplicado posteriormente por el JPL. Con el rango de coronel, fue uno de los que interrogaron a Wernher von Braun en 1945 después de que se rindiera a las autoridades estadounidenses. En 1950 , el macartismo , la caza de simpatizantes comunistas, arrasó en Estados Unidos. Tsien Hsue-shen está acusado de haber participado en reuniones organizadas por los comunistas en la década de 1930. Niega, pero sus derechos de acceso a documentos cubiertos por el secreto militar son revocados. Luego decide regresar a su país natal pero las autoridades estadounidenses le impiden salir de Estados Unidos porque no quieren que sus conocimientos en el campo de los misiles sean utilizados por China. En 1955, durante las negociaciones sobre el intercambio de prisioneros que siguieron al final de la Guerra de Corea , las autoridades chinas exigieron y obtuvieron el regreso de Tsien Hsue-shen. De vuelta en su tierra natal, Tsien Hsue-shen tomó la iniciativa en el desarrollo del misil antibuque Silkworm . En la década de 1970 fue el fundador del programa espacial chino y ayudó a poner en órbita el primer satélite artificial de su país. Muy cercano a los líderes chinos (conoció a Mao Tse Tung en varias ocasiones y se codeó con el primer ministro chino, sobrevivió a la Revolución Cultural de 1968 y apoyó al gobierno durante la masacre de la Plaza de Tiananmen en 1989.

Entrando en la era espacial

El año geofísico internacional

A principios de la década de 1950, los tres cuerpos del Ejército estadounidense ( Fuerza Aérea , Ejército y Armada ) desarrollaron misiles balísticos de largo alcance. Al mismo tiempo, los científicos están utilizando cohetes de sonido cada vez más potentes para explorar la atmósfera superior. Entre ellos, James Van Allen, jefe del departamento de física de la Universidad de Iowa, está estudiando las características de la radiación cósmica . En 1950, con la ayuda de otros científicos, Van Allen lanzó la idea de un Año Geofísico Internacional utilizando los nuevos medios técnicos disponibles, como radares, cohetes y computadoras. Este evento permitirá a los científicos de todo el mundo estudiar la Tierra coordinando sus esfuerzos. Esta propuesta está avalada por el Consejo Internacional de Uniones Científicas (ICSU) cuya función es coordinar la investigación científica en diferentes países y un comité se encarga de coordinar los trabajos del Año Internacional de la Geofísica que está previsto para 1957-1958, debido a que este período corresponde a un máximo de actividad solar . En ese momento, la Guerra Fría enfrentó a la Unión Soviética y sus aliados contra los países occidentales. Pero la muerte de Joseph Stalin en 1953 provocó una leve relajación y los países del bloque del Este decidieron participar. Los científicos deciden que para coronar este evento se colocarán satélites artificiales en órbita para recopilar datos científicos.

El anuncio del lanzamiento de los primeros satélites artificiales (1954)

En 1954 las dos superpotencias ( Unión Soviética y Estados Unidos ) anunciaron que colocarían un satélite artificial alrededor de la Tierra en esta ocasión . El concepto de satélite artificial es antiguo, pero es solo durante las últimas dos décadas que el conocimiento técnico acumulado primero bajo el ímpetu de la Alemania nazi (misil V-2) y luego de las dos superpotencias (desarrollo de misiles balísticos). considerar su implementación. Este objetivo fue ratificado elpor el comité organizador del año geofísico internacional que anima a todos los países a participar. En los Estados Unidos, el lanzamiento de un satélite es aprobado por la reunión del Comité Nacional del Año Geofísico en. Mucho antes de esta fecha, el diseño de dicho satélite había sido estudiado por la Rand Corporation y la oficina aeronáutica de la Marina estadounidense, dando lugar a informes publicados ya en 1946. Pero para lanzar este satélite primero era necesario tener disponible un lanzador. capaz de acelerarlo lo suficiente (más de 7 km por segundo) para que permanezca en órbita.

Selección del lanzador estadounidense (1955)

En ese momento, William H. Pickering , un ingeniero de Nueva Zelanda que se convirtió en especialista en telemetría (guía y control de cohetes) en el JPL, estaba a la cabeza del programa de misiles Corporal. Trabajando en la plataforma de lanzamiento de White Sands, conoció a Van Allen, quien usó V-2 puestos a disposición por Wernher von Braun y sus ingenieros para lanzar experimentos en la atmósfera superior. En 1954 el equipo de von Braun que encabezó los ingenieros de la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército de Estados Unidos situado en Huntsville ( Alabama propone utilizar el Redstone misil que estaba desarrollando coronado por un conjunto de propulsores de cohetes sólidos. Convertirla en un lanzador y colocar un satélite en orbita.. Von Braun envía al JPL, con el que desea trabajar, los detalles de esta propuesta denominada Proyecto Orbiter . A cambio, Pickering sugiere usar cohetes Recruit para los pisos superiores e instalar un transmisor de radio en desarrollo en sus instalaciones. Van Allen, por su parte, está tratando de obtener el apoyo de los funcionarios estadounidenses en Wahshington. Pero el Ejército no está solo en la carrera por lanzar un satélite artificial . El Laboratorio de Investigación Naval propone utilizar el lanzador Vanguard , un nuevo cohete dedicado a la investigación científica cuya segunda etapa es un cohete sonda Aerobee suministrado por el JPL mientras que la Fuerza Aérea ofrece su misil balístico intercontinental Atlas . Sin embargo, estos dos cohetes se encuentran en una etapa muy temprana de desarrollo. La Secretaría de Defensa nombra enun comité para seleccionar uno de los tres proyectos. Está compuesto por dos representantes de cada una de las tres ramas y está encabezado por Homer Stewart, profesor de CalTech responsable de una de las divisiones del JPL. Aunque el proyecto Orbiter es el más exitoso, es el proyecto Vanguard propuesto por el laboratorio de la Marina de los Estados Unidos el que gana por cinco votos contra dos para el proyecto Orbiter. Esta elección refleja el deseo del actual presidente de los Estados Unidos, Eisenhower, de que el programa espacial no se asocie directamente con un arma. Unos días más tarde se confirmó esta decisión y el equipo de von Braun no pudo intentar lanzar un satélite.

Ensayos de Júpiter-C

Los ingenieros de JPL y von Braun ensamblan un escudo térmico de fibra de vidrio experimental en un Júpiter-C destinado a proteger ojivas (1957).

En el otoño, el Ejército le pidió al JPL que lo ayudara en el desarrollo de ojivas para misiles balísticos intercontinentales. Estos son sometidos durante su reentrada atmosférica a muy alta velocidad a temperaturas de varios miles de grados. Von Braun es responsable de probar el uso de un recubrimiento de fibra de vidrio que se sublimaría durante esta fase de vuelo mientras protege la ojiva. Para realizar estas pruebas se utiliza la configuración propuesta para el proyecto Orbiter. El JPL proporciona las etapas superiores (Recruit cohetes) así como la red de estaciones de rastreo llamada Microlock encargadas de monitorear las transmisiones de radio del misil. La primera prueba se realiza en. Para evitar que el cohete coloque la etapa superior en órbita, se llena de arena en lugar de propulsor sólido . Desde su primera prueba, la carga útil alcanzó una altitud de 5.391 km, estableciendo un nuevo récord de altitud. Dos meses después, la Secretaría de Defensa, que quería evitar que una nueva prueba condujera a una órbita antes del programa Vanguard, envió un memorando al Ejército, el empleador de von Braun, prohibiendo cualquier prueba de misiles con un alcance superior a 320 kilómetros.

A pesar de las instrucciones del Secretario de Defensa, el director general Medaris de la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército de los EE. UU. (ABMA) y von Braun se presentan enun plan para lanzar media docena de satélites artificiales utilizando el lanzador basado en el misil Redstone (apodado Jupiter-C por Jupiter Composite Re entry Test Vehicle ), el primero de los cuales podría ponerse en órbita cinco meses después. Esta propuesta es rechazada por la Secretaría de Defensa. El ABMA y el JPL continuaron sus pruebas en los escudos térmicos de ojivas nucleares durante el verano de 1957 cuando los funcionarios soviéticos anunciaron que su país se estaba preparando para lanzar un satélite artificial dentro de unos meses. En ese momento se habían lanzado tres Júpiter-C y había alrededor de diez de esos cohetes en stock. Medaris, al enterarse de que el programa Vanguard está en dificultades, da la orden de preparar tres de estos cohetes en caso de que el Júpiter-C tuviera que reemplazar en poco tiempo el lanzador Vangard. Por su parte, Pickering prepara la reconversión del JPL. Poco después de su nombramiento en 1954 había acordado con el jefe de Caltech, gerente del laboratorio, que el misil Sergeant sería el último cohete desarrollado por su establecimiento. Para Pickering, la realización de naves espaciales, en particular el desarrollo de electrónica sofisticada para un satélite artificial, era un objetivo mucho más prometedor. Durante el verano de 1957 propuso desarrollar un primer satélite cuya carga útil sería un experimento en la detección de rayos cósmicos proporcionado por un profesor de Caltech y otro instrumento proporcionado por un astrónomo del observatorio Mont Palomar. Pero su propuesta sigue sin respuesta.

A mediados de septiembre comenzaron a circular los primeros rumores sobre el inminente lanzamiento de un satélite por parte de los soviéticos. Finalmente, ellos soviéticos anuncian el exitoso lanzamiento del Sputnik 1 . Para el público estadounidense, poco consciente del trabajo en curso, es un shock. Von Braun y Medaris nuevamente abogan por la causa de su lanzador al Secretario de Defensa, inicialmente sin resultado. Pero después del lanzamiento de Sputnik 2 que tiene lugar el, los equipos de JPL y von Braun están autorizados a prepararse para el lanzamiento de un satélite. Sin embargo, el lanzamiento solo se llevará a cabo si falla el programa Vanguard.

El JPL y el Ejército se comprometen a lanzar un satélite en un plazo de 90 días. La distribución de roles entre el JPL y el equipo de von Braun se congela rápidamente. Este último quería desarrollar el satélite pero está confiado al JPL. El equipo de Von Braun prepara el lanzador con el nombre de código de misiles 29 para mantener estos preparativos en secreto, mientras que JPL crea nuevas estaciones para permitir el seguimiento satelital y da los toques finales a la etapa superior del lanzador (un cohete Recruit) que también debe albergar la carga útil. Un colaborador de James Van Allen se traslada a Pasadena para montar el experimento de rayos cósmicos. El satélite, cuya masa es de 8,4 kg, lleva además del experimento sobre rayos cósmicos, un segundo experimento destinado a detectar micrometeoritos. Se estabiliza por rotación (12 revoluciones por segundo), su temperatura se controla mediante la aplicación de bandas de pintura alternas blancas (no reflectantes) y negras (reflectantes). Tiene dos radiotransmisores y la energía se suministra mediante baterías que garantizan una vida útil de unos meses. Al no tener tiempo para instalar una grabadora de cinta magnética, se desarrolló un ingenioso sistema para contar el número de rayos cósmicos entre dos contactos con estaciones terrestres. la El primer lanzamiento del cohete Vanguard tuvo lugar, pero fue destruido inmediatamente después del despegue.

El primer satélite artificial estadounidense: Explorer 1

la la primera etapa del lanzador Jupiter-C llega a la base de lanzamiento de Cabo Cañaveral. Durante el mes siguiente, el satélite y luego las etapas superiores se ensamblan en la plataforma de lanzamiento 26A, y se realiza un primer ensayo del lanzamiento en. Tras haber sido pospuesto varios días por condiciones meteorológicas adversas, el despegue se realiza el. El lanzamiento a la órbita fue un éxito, para alivio tanto de los políticos como de los equipos de proyecto, sobre cuyos hombros descansaba una enorme presión. El instrumento de Van Allen muestra variaciones imprevistas de radiación según la altitud. Estos resultados, complementados con los de un instrumento más sofisticado lanzado unos meses después a bordo del Explorer 4 , conducirán al descubrimiento de los cinturones de radiación de Van Allen.

Unos meses después del lanzamiento de Explorer 1 y aunque reacio a invertir masivamente en el espacio civil, el presidente de los Estados Unidos, Dwight D. Eisenhower, decidió mediante una orden ejecutiva fechada(la Ley Nacional de Aeronáutica y el Espacio ) la creación de una agencia espacial civil. Esto, llamado NASA, debe unir los esfuerzos estadounidenses para contrarrestar mejor los éxitos soviéticos: la carrera espacial está en marcha . La NASA se estableció oficialmente el. Reúne a todo el personal que trabaja en el programa espacial civil en otras agencias gubernamentales, incluido el JPL. La NASA tiene inicialmente 8.000 empleados distribuidos en tres laboratorios de investigación. JPL se especializa en misiones de exploración planetaria. Aunque ha cesado toda actividad de investigación de propulsión, el JPL conserva su nombre que se refiere directamente a él.

El centro JPL de la NASA (1958-)

Definición de competencias

En sus inicios, el JPL luchó por encontrar su lugar dentro de los establecimientos de la NASA. Por un lado, su principal experiencia se relaciona con los misiles balísticos militares y, por otro lado, sigue siendo una entidad administrada por una universidad, mientras que los demás establecimientos de la NASA son organizaciones federales. La NASA y el JPL están de acuerdo con la misión principal del laboratorio, que debería ser desarrollar misiones de exploración robótica del sistema solar, pero no están de acuerdo con la estrategia y el papel preciso del laboratorio. Los líderes del JPL quieren lanzar inmediatamente misiones a Marte y Venus, mientras que el personal de la NASA quiere estudiar la luna primero antes de aventurarse más. Además, el JPL desea mantener el control sobre la construcción de sondas espaciales, mientras que la NASA preferiría que el JPL se limitara a la gestión de proyectos, cuya construcción se subcontrataría a los fabricantes. La selección de instrumentos científicos a bordo también es fuente de conflicto porque el JPL desea mantener esta tarea mientras que el personal de la Agencia Espacial considera que es preferible que esta elección se haga bajo su supervisión.

Durante la década de 1950, la fuerza de JPL aumentó de 600 a 2500 y se construyeron nuevas instalaciones. JPL desarrolla técnicas para calcular trayectorias de cohetes utilizando computadoras analógicas que son implementadas por mujeres jóvenes reclutadas al final de sus estudios secundarios.

Misiones lunares

Después del lanzamiento de Explorer, JPL desarrolló otras cuatro misiones del programa Explorer , dos de las cuales se perdieron debido a una falla del lanzador . El establecimiento luego desarrolló dos misiones a la Luna  : el lanzamiento de Pioneer 3 fue un fracaso; El Pioneer 4, lanzado en 1959, logra sobrevolar la Luna pero a una distancia mayor de la esperada. La misión es un éxito a medias. Cumpliendo con los deseos de la dirección de la NASA, el JPL desarrolló la serie de sondas espaciales Ranger destinadas a estrellarse en la Luna mientras recopilaba datos sobre ella, así como la familia de sondas Surveyor que iban a aterrizar suavemente en la Luna para prepararse. para el aterrizaje de futuras misiones Apolo . La construcción de las sondas Surveyor se confía a la empresa aeroespacial Hughes Aircraft . Además, el JPL está empezando a diseñar sondas espaciales para el programa Mariner , una nave mucho más compleja que las anteriores con una masa de más de 400 kilogramos. Para ponerlos en órbita, el establecimiento comienza a desarrollar una etapa superior de un lanzador , llamado Vega. Pero la NASA, pocos meses después de dar luz verde a este trabajo, decide en 1959 revertir su decisión porque decidió utilizar los dos pisos superiores que está desarrollando la Fuerza Aérea de su lado: el primero es el escenario Agena que acaba de completó su primer vuelo, el segundo es el Centaur , cuyo primer vuelo está programado para 1962. Los ingenieros del JPL deciden desarrollar una primera sonda espacial Mariner A que sobrevolará el planeta Venus en 1962 y una sonda espacial más compleja, Mariner B, que iba a realizar el primer sobrevuelo de Marte en 1964. Estas sondas utilizan por primera vez desde el comienzo de la era espacial una combinación de propulsores de alto rendimiento, hidrógeno líquido y oxígeno líquido que debería permitir el lanzamiento de las sondas espaciales Mariner. Pero el desarrollo del Centauro resultó difícil y durante el verano de 1961 la Fuerza Aérea anunció que se había pospuesto la fecha de su primer vuelo. Para la primera misión Mariner, el JPL se vio obligado a utilizar el escenario Agena, un despegue mucho menos potente.

La primera sonda espacial interplanetaria: Mariner 2

Prueba del sistema de la sonda de Marte Mariner 3 en la sala de montaje del Laboratorio de Propulsión a Chorro (1964).

En una semana se revisó por completo el diseño del Mariner A para poder reducir su masa en dos tercios. Los ingenieros toman prestados componentes de las sondas Ranger que se están fabricando. El equipo del proyecto tiene menos de un año para desarrollar la sonda espacial. Esto debe ser " estabilizado en 3 ejes " - una novedad para una sonda espacial - para que se pueda hacer una corrección de trayectoria durante su tránsito a Venus y que pueda volar sobre el planeta lo suficientemente cerca como para recolectar datos científicos. Los encargados del proyecto deciden construir dos sondas espaciales gemelas (Mariner 1 y Mariner 2) además de una de repuesto. En ese momento, JPL empleaba a unas 2.200 personas. Estas personas suelen trabajar en paralelo en varios proyectos. Aproximadamente 250 empleados de JPL trabajan en el proyecto, así como 34 subcontratistas y cerca de 1000 proveedores de repuestos. El costo de desarrollo de Mariner 1 y Mariner 2 asciende a US $ 47 millones, una suma importante para el momento pero que será ampliamente superada por los siguientes proyectos.

La misión debía cumplir importantes expectativas científicas. El primero se refería al planeta Venus. En la década de 1950, la hipótesis de un Venus más caliente que la Tierra pero habitable se consideraba la más probable. Pero las mediciones realizadas con instrumentos terrestres a finales de la década de 1950 parecen indicar que la atmósfera carece de oxígeno y vapor de agua y que la temperatura es de varios cientos de grados Celsius. La segunda pregunta se refería a la existencia del viento solar (un flujo de partículas, incluidos los protones, emitido por el Sol) conjeturado por Eugene Parker, astrofísico de Caltech. Inicialmente, la sonda espacial de 202  kg solo puede transportar 11  kg de instrumentación, pero este peso finalmente se aumenta a 21  kg . La sonda espacial lleva un instrumento para confirmar la presencia del viento solar, un radiómetro infrarrojo, un instrumento para medir partículas de alta energía, un detector de polvo, un instrumento para medir cinturones de radiación, un magnetómetro y un radiómetro en microondas destinado a confirmar la temperatura leída de la Tierra. Tras las discusiones, se decidió no llevar ninguna cámara porque no se le puede asociar ningún objetivo científico. Varios de estos instrumentos son desarrollados directamente por miembros del JPL y la NASA no puede oponerse a ellos dado el poco tiempo disponible para su desarrollo. El Mariner 1 se lanza elpero el lanzador se destruye intencionalmente debido a una trayectoria aparentemente no conforme. La sonda gemela Mariner 2 se lanza en del mismo año.

Las principales misiones espaciales desde la década de 1970 hasta la de 1990

Durante las décadas de 1970, 1980 y 1990, el JPL desarrolló experiencia en el campo de misiones interplanetarias complejas: misiones marcianas del programa Viking en asociación con el centro de investigación Langley , misión Galileo para estudiar el planeta gigante Júpiter , misión Cassini -Estudio de Huygens de Saturno sistema en asociación con la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana .

Actividad

El simulador espacial de 25 pies de JPL, aquí con la etapa de crucero de la sonda del Laboratorio Científico de Marte , permite reproducir las condiciones encontradas en el espacio: vacío, radiación, radiación solar.

Dentro de la NASA, el Jet Propulsion Laboratory es con el Goddard Space Flight Center de uno de los dos centros dedicados a misiones científicas y, como tal, su actividad es administrado por las misiones científicas Dirección de la Agencia Espacial estadounidense ( Dirección de Misiones Científicas o SMD). La actividad de otros centros de la NASA está orientada hacia el programa espacial tripulado ( Marshall , Lyndon B. Johnson , Kennedy Space Center ) o hacia el campo de la aeronáutica o la investigación ( Langley , Neil Armstrong , Ames Research Center , Glenn Research Center ).

El Laboratorio de Propulsión a Chorro gestiona alrededor de 25 misiones espaciales, un tercio de las cuales está en desarrollo. El desarrollo de estas misiones, cuyo coste oscila entre unas pocas decenas de millones y los 3.000 millones de dólares ( marzo de 2020 , Europa Clipper ), puede durar diez años y una vez en el espacio la nave espacial puede permanecer en actividad varias décadas. JPL es mejor conocido por sus sondas espaciales marcianas, pero su actividad es en realidad mucho más diversa. El centro de investigación desarrolla misiones astronómicas, observación de la Tierra e instrumentos científicos para otras misiones espaciales o aéreas. Es responsable de la red de estaciones que permite la comunicación con sondas espaciales en el espacio interplanetario ( Deep Space Network ) y del programa de investigación de asteroides cercanos a la Tierra, y también está desarrollando telescopios espaciales . El JPL se encarga de la gestión general de los proyectos, la definición de las especificaciones, pero a menudo subcontrata la construcción de la nave espacial a un puñado de fabricantes aeroespaciales que han adquirido una sólida experiencia en el campo: Lockheed Martin , Laboratorio de Física Aplicada , Southwest Research Institute , Ball Aerospace y Airbus en Europa. El centro de investigación generalmente gestiona las naves espaciales durante su fase operativa.

Dentro de la NASA, el JPL se encarga más particularmente, sin tener la exclusividad, del desarrollo de las misiones de exploración del sistema solar realizadas por robots en particular las lanzadas hacia Marte ( Mars Science Laboratory , Mars Exploration Rover ...), los planetas exteriores ( Cassini-Huygens , sonda Galileo ,) y los asteroides y cometas ( Deep Impact ...). Las principales sondas espaciales en desarrollo en 2018 son marzo de 2020 , Psyche y Europa Clipper . El JPL también está desarrollando misiones de observación de la Tierra , cuyo objetivo es comprender y modelar mejor los procesos que gestionan el ciclo del agua, los gases atmosféricos ( dióxido de carbono , ozono, etc.) y la energía ( Topex / Poseidon , Grace-FO , Jason 3 ...). Esta actividad, a menudo realizada en cooperación con otras agencias espaciales, representó un tercio del presupuesto del centro de investigación en 2018. En 2018, las misiones en desarrollo son FODA con CNES y NISAR con ISRO . El JPL también gestiona telescopios espaciales que observan en el infrarrojo y en luz visible en particular Spitzer y Kepler, el descubridor de exoplanetas. El centro es responsable en 2018 del desarrollo de WFIRST y participa de manera importante en el proyecto Euclid .

JPL también es responsable de Deep Space Network , o DSN ( comunicación de red con el espacio profundo) que se utiliza para las comunicaciones con naves espaciales interplanetarias y dentro de unas pocas misiones en órbita alrededor de la Tierra . La Red de Espacio Profundo está compuesta por un centro de control ubicado en el Laboratorio de Propulsión a Chorro y tres estaciones terrestres administradas por JPL y distribuidas por todo el planeta para asegurar una cobertura permanente de todo el Sistema Solar . Estas estaciones, que tienen cada una un reflector parabólico de 70 metros de diámetro y varias antenas de 34 y 26 metros de diámetro, están ubicadas en California ( Goldstone Deep Space Complex ), cerca de Madrid en España ( Deep Complex Space de Madrid ) y cerca de Canberra en Australia ( Complejo de espacio profundo de Canberra ). JPL también gestiona el Programa de Objetos Cercanos a la Tierra que coordina la detección y clasificación por telescopios gestionados principalmente por la NASA de asteroides cercanos a la Tierra , es decir, objetos cuya órbita se cruza con la de la Tierra y que, por tanto, es probable que choquen contra ella. Como anécdota, JPL también ayuda a la industria cinematográfica cercana ( Hollywood ) al asesorar sobre los aspectos científicos de las producciones.

En 2018, la agencia espacial cuenta con un presupuesto de US $ 2.500 millones distribuidos principalmente entre la exploración de Marte (20%), la exploración del resto del sistema solar (25%), la astronomía (15%), la observación de la Tierra (25%). %) y gestión de redes DSN (8%)

Las instalaciones

El sitio del Laboratorio de Propulsión a Chorro cubre 72  hectáreas y está ubicado al pie de las Montañas San Gabriel en La Cañada Flintridge , California , a 12 millas al norte de Los Ángeles . Los edificios más antiguos se encuentran en el territorio de Pasadena , por lo que es esta ciudad la que está asociada al JPL (en ese momento no existía La Cañada Flintridge). En 2018, trabajaron allí alrededor de 6.000 empleados a tiempo completo, así como varios miles de subcontratistas. Más de un centenar de edificios se encuentran esparcidos por el sitio. Los más destacables son:

  • el edificio que contiene las dos salas limpias utilizadas para el montaje de naves espaciales construidas por el Laboratorio de Propulsión a Chorro. Las dos salas se benefician de un sistema de filtrado y renovación de aire que limita el número de partículas presentes. La salle High Bay 1 a été construite en 1962 tandis que High Bay 2 plus petite a été inaugurée en 1976. La première salle est généralement réservée à l'assemblage des sondes spatiales plus encombrantes tandis que High Bay 2 accueille les satellites d'observation de la tierra. Ambas salas tienen un puente levadizo que puede levantar hasta 13,6 toneladas. Para ingresar a estas salas, los técnicos deben ponerse ropa protectora que limite la contaminación de las máquinas. El montaje de la sonda espacial Mars 2020 se completó en 2020 en la sala 1 de High Bay. Esta debe acomodar sucesivamente el satélite. American Earth NISAR y luego la sonda espacial jupiteriana Europa Clipper . Por su parte, High Bay 2 debe utilizarse para el montaje del satélite de observación de la Tierra franco-estadounidense FODA y luego la sonda espacial Psyche .
  • el simulador espacial de 25 pies construido en 1961 es una cámara que permite reproducir las condiciones encontradas en el espacio: vacío (5 × 107 torr) y radiación solar (195,6 ° C) a 93 ° C). Es un cilindro fabricado en acero con un diámetro de 8,2 metros y una altura de 26 metros. Las sondas espaciales Ranger, Surveyor Mariner y Voyager fueron probadas en esta cámara, que en el momento de su construcción era única en el mundo.
  • el centro de control de Deep Space Network

Cada año, los domingos de mayo, JPL celebra una jornada de puertas abiertas y se invita al público a visitar el sitio y asistir a demostraciones de la tecnología desarrollada en JPL. Los tours organizados son posibles durante todo el año, pero deben concertarse con mucha antelación.

Misiones gestionadas por el JPL en curso o previstas

Los tres rovers enviados a Marte. Del más pequeño al más grande: Sojourner ( Mars Pathfinder ), Spirit / Opportunity ( MER ) y Curiosity ( MSL ).

A finales de 2018, el Laboratorio de Propulsión a Chorro tenía bajo su responsabilidad 17 misiones espaciales en curso, 7 misiones en desarrollo (incluida 1 como participante minoritario y dos como participante conjunto) y alrededor de quince instrumentos en vuelo o en desarrollo.

Exploración del sistema solar

Actualización
Estado de la misión Lanzamiento Misión Descripción Objetivo
En curso 2018 Conocimiento Módulo de aterrizaje marciano Estudio sísmico de Marte
2011 MSL (curiosidad) Vagabundo Historia geológica y climatológica de Marte
2011 Juno Orbitador Estudio de la estructura de Júpiter
2005 Orbitador de reconocimiento de Marte Orbitador marciano Mapeo de la superficie de Marte
2001 Odisea de marzo de 2001 Orbitador Composición de la superficie de Marte
1977 Viajar 1 Visión general Estudio de Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno
1977 Viajar 2 Visión general Estudio de Júpiter y Saturno
Desarrollo 2020 Marzo de 2020 Vagabundo Muestreo de suelo de Marte, geología
2021 Psique Orbitador Estudio de asteroides
2023 Europa Clipper Orbitador Estudio de la luna de Júpiter Europa
En el estudio alrededor de 2030 Misión de retorno de muestras marcianas Devolución de una muestra de suelo de Marte a la Tierra

Astronomía

Actualización
Estado de la misión Lanzamiento Misión Descripción Objetivo
En curso 2012 NuSTAR Telescopio de rayos x Agujeros negros, fuentes de rayos X duros
2009 SABIO Telescopio infrarrojo Mapeo de fuentes infrarrojas
2003 Spitzer Telescopio infrarrojo Formación de estrellas, etc.
Desarrollo 2021 Euclides Telescopio visible / infrarrojo cercano Cosmología (misión de la ESA)
alrededor de 2025 PRIMERO Telescopio visible / infrarrojo cercano Energía oscura, exoplanetas

Misiones científicas para estudiar la Tierra

Actualización
Estado de la misión Lanzamiento Misión Descripción Objetivo
En curso 2018 Grace-FO Orbitador Medición del campo gravitacional de la Tierra (en cooperación con DLR)
2016 Jason 3 Orbitador Oceanografía (misión en cooperación con CNES)
2015 SMAP Orbitador Estudio del ciclo del agua, el carbono y la energía
2014 OCO-2 Orbitador Fuentes y sumideros de dióxido de carbono.
2008 Jason 2 Orbitador Oceanografía (misión en cooperación con CNES)
2006 Cloudsat Orbitador Estructura interna de las nubes
Desarrollo 2021 NISAR Orbitador Estudio de la evolución del ecosistema terrestre (con ISRO )
1977 EMPOLLÓN Orbitador Estudio de corrientes oceánicas (con CNES )

Instrumentos cientificos

Operacional
  • ASTER
  • AIRE
  • DLRE
  • MIRO
  • MLS
  • MISR
  • SeaWinds
  • Plaza bursátil norteamericana
  • DRS
  • ÓPALOS
  • AVIRIS
  • PRISMA
  • ECOSTRESS
En desarrollo

Misiones pasadas

Misiones de exploración del sistema solar
Astronomía
Misiones de observación de la tierra
Instrumentos cientificos
  • Acuario
  • M3
  • NSCAT
  • WFPC2
  • TU
  • SIR-A, SIR-B, SIR-C
  • SRTM
  • ISS-RapidScat

Directores

Ocho directores del Laboratorio de Propulsión a Chorro se han sucedido en ocho décadas (1936-2018) al frente del centro espacial. Con una excepción ( Lew Allen ), todos fueron reclutados en Caltech o en el propio JPL. Todos han tenido una formación inicial en ingeniería o ciencia coronada por un doctorado.

Notas y referencias

  1. JPL 101 - Una descripción detallada de la historia de JPL , p.  7
  2. JPL 101 - Una descripción detallada de la historia de JPL , p.  8
  3. JPL 101 - Una descripción detallada de la historia de JPL , p.  9-10
  4. (en) James W. Bragg, Desarrollo del cabo: el embrión del programa de misiles del ejército: Volumen 1 , Agencia de misiles balísticos del ejército,, 317  p. ( leer en línea ) , pág.  4-8
  5. Into the Black - JPL y el programa espacial estadounidense, 1976-2004 , p.  1-2
  6. JPL 101 - Una descripción detallada de la historia de JPL , p.  11-12
  7. Según Michael E. Baker , Redstone Arsenal: Yesterday and Today , US Government Printing Office,( leer en línea )
  8. (en) Mark Wade, WAC  " sobre astronautix (consultado el 9 de enero de 2019 )
  9. (en) Mark Wade, Corporal  " , sobre astronautix (consultado el 9 de enero de 2019 )
  10. (en) Mark Wade, Sergeant  " on astronautix (consultado el 9 de enero de 2019 )
  11. JPL 101 - Una descripción detallada de la historia de JPL , p.  10-13
  12. Fae L. Korsmo , "  El Génesis del Año Geofísico Internacional  ", Physics Today , vol.  60, n o  7,, p.  38 ( DOI  10.1063 / 1.2761801 , leer en línea )
  13. El año geofísico internacional  " , en la Academia Nacional de Ciencias ,(consultado el 14 de agosto de 2015 )
  14. Matthew Kohut, "  Dando forma a la era espacial: el año geofísico internacional  " ASK Magazine , NASA, n o  32,( leer en línea [ archivo de] )
  15. [PDF] Año Geofísico Internacional , Werner Buedeler, UNESCO , 1957
  16. Homer E. Newell (NASA), Más allá de la atmósfera: Primeros años de la ciencia espacial - CAPÍTULO 5 LA ACADEMIA DE CIENCIAS ESTÁ AFICIONADA  " ,(consultado el 11 de octubre de 2009 )
  17. Explorer 1 (monografía) , p.  15-17
  18. Explorer 1 (monografía) , p.  21
  19. Explorer 1 (monografía) , p.  22
  20. Explorer 1 (monografía) , p.  22-25
  21. Explorer 1 (monografía) , p.  25-32
  22. Explorer 1 (monografía) , p.  32-44
  23. La misión Venus , p.  2
  24. Explorer 1 (monografía) , p.  10
  25. (en) History & Archives  " , Jet Propulsion Laboratory (consultado el 25 de diciembre de 2018 )
  26. (en) Informe Anual JPL 2017  " , Jet Propulsion Laboratory,
  27. (en) Misiones JPL  " , Jet Propulsion Laboratory (consultado el 30 de diciembre de 2018 )
  28. (in) NEO Search Program  " en CNEOS , NASA (consultado el 30 de diciembre de 2018 )
  29. (en) Datos de JPL Sheet  " , Jet Propulsion Laboratory (acceso 30 de diciembre 2018 )
  30. (en) Mike Wall, Laboratorio de propulsión a chorro de la NASA (JPL): hechos e información  " en Space.com ,
  31. (in) La historia espacial se hace en esta fábrica de robots de la NASA  " , Laboratorio de propulsión a chorro,
  32. Early History  " en www.jpl.nasa.gov (consultado el 27 de diciembre de 2018 )

Ver también

Bibliografía

Historia del centro espacial
  • (en) Clayton R. Koppes, JPL y el Programa Espacial Americano: Historia del Laboratorio de Propulsión a Chorro , Yale University Press ,, 320  p. ( ISBN  978-0-300-23629-3 ) - Los inicios del Laboratorio de Propulsión a Chorro
  • (en) Peter J. Westwick, Into the black: JPL and the American space program, 1976-2004 , New Haven, Yale University Press ,, 413  p. ( ISBN  978-0-300-11075-3 ) - Historia del Laboratorio de Propulsión a Chorro entre 1976 y 2004
  • (en) Erik M. Conway, Exploración e ingeniería: el laboratorio de propulsión a chorro y la búsqueda de Marte , Baltimore, Johns Hopkins University Press ,, 418  p. ( ISBN  978-1-4214-1605-2 , leer en línea ) - Historia del programa de exploración marciana del Laboratorio de Propulsión a Chorro
Monografías sobre misiones
  • (en) Franklin O'Donnell . , Instituto de Tecnología de California,( leer en línea ) - Historia del Laboratorio de Propulsión a Chorro
  • ( fr ) Franklin O'Donnell, La misión Venus , Instituto de Tecnología de California,( leer en línea ) - Historia del desarrollo de la primera misión interplanetaria Mariner 2
  • (en) Franklin O'Donnell, Explorer 1 , Instituto de Tecnología de California,( leer en línea ) - Historia del desarrollo del primer satélite artificial estadounidense Explorer 1

Artículos relacionados

enlaces externos

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Purificacion Valero Aguilar

La entrada sobre Laboratorio de propulsión a chorro me ha sido muy útil.

Francisco Manuel Sanchez Collado

Pensaba que ya sabía todo sobre Laboratorio de propulsión a chorro, pero en este artículo he comprobado que ciertos detalles que tenía por buenos no lo eran tanto. Gracias por la información.