آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) ناسا ؛ مرکز کائنات اینجاست!

آزمایشگاه پیشرانش جت (Jet Propulsion Laboratory) یک آزمایشگاه علمی و فناوری ناسا است که بسیاری از فضاپیماها را طراحی کرده است.

آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا حتی قبل از آنکه سازمان فضایی آمریکا (ناسا) وجود داشته باشد نیز فعالیت داشته و امروز مرکز پیشگام اکتشافات رباتیک این سازمان فضایی برای ماموریت‌های فراتر از زمین است.

آزمایشگاه JPL در سال ۲۰۱۲ با هزینه‌ای ۲.۵ میلیارد دلاری مریخ‌نورد کنجکاوی، آزمایشگاه علمی مریخ، را به سطح سیاره مریخ رساند. این مرکز همچنین رهبری و هدایت ماموریت مطالعه سیاره زحل بوسیله فضاپیما کاسینی، کاوشگرهای وویجر ۱ و ۲ (که یکی از آنها از منظومه شمسی خارج و به فضای میان ستاره‌ای وارد شده است) و بسیاری از اکتشافات سرنشین‌دار (مثل سری ماموریت‌های آ‌پولو) و غیرسرنشین‌دار را به انجام رسانده است.

آزمایشگاه پیشرانش جت در پاسادنا کالیفرنیا واقع شده است و توسط موسسه تکنولوژی کالیفرنیا (Caltech) برای سازمان ناسا مدیریت می‌شود. در ادامه این مطلب تکراتو نگاهی گذرا خواهیم انداخت به این آزمایشگاه علمی که ۵۰۰۰ هزار کارمند دارد و سالانه ۱.۶ میلیارد دلار بودجه دریافت می‌کند.

تاریخچه آزمایشگاه پیشرانش جت

باید بازگردیم به ۱۹۳۶، یعنی درست زمانی که گروهی از محققان آزمایشگاه هواشناسی گوگنهایم موسسه تکنولوژی کالیفرنیا (کالتک) مجموعه‌ای از آزمایش‌های موشکی را در دره‌ای خشک در رود آرویو سکو (Arroyo Seco) در لوس آنجلس کانتی به انجام رساندند. آنها پس از آنکه یک انفجار اتفاقی در محوطه دانشگاه رخ داد به این دره آمدند.

جیا روی کوک (Jia-Rui Cook)، خبرنگاری که با رسانه‌های نزدیک به JPL کار می‌کند، به وب‌سایت اسیس گفت: “آنها نمی‌خواستند که همه چیز آنجا خراب شود.”

موفقیت آن آزمایش‌ها توجه ارتش ایالات متحده را به خود جلب کرد. آنها پیش از آن روی توسعه موشک‌ها جدا شونده توسط موسسه کالتک سرمایه‌گذاری کرده بودند تا به برنامه ارتش برای پرتاب آنها از باندهای کوتاه کمک کنند. مفهومی که “پرتاب با کمک جت” (JATO) نام دارد.

آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا
تکنیسین‌ها در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا بر روی آزمایشگاه علمی مریخ (MSL) یا همان مریخ‌نورد کنجکاوی کار می کنند. مریخ‌نورد نورد به صورت برعکس قرار داده شده است و در گوشه سمت راست تصویر می‌توانید شش چرخ آن را بر روی میز مشاهده کنید. این تصویر به ۱۱ می ۲۰۱۱ بر می‌گردد. (اعتبار : Mike Wall )

در سال ۱۹۴۳، چندین محقق شرکت آیروجت (Aerojet)، که اکنون نیز فعال است، را برای ساخت موتور‌ها JATO تشکیل دادند. در همان سال، موسسه تکنولوژی کالیفرنیا نهاد تحقیقاتی خود را با نام آزمایشگاه پیشرانش جت (Jet Propulsion Laboratory) راه‌اندازی کرد.

در سال‌های اولیه، آزمایشگاه جی‌پی‌ال برای توسعه موشکی از ارتش ایالات متحده بودجه می‌گرفت. تا سال ۱۹۴۵ که این آزمایشگاه حدود ۳۰۰ نفر را استخدام کرد و شروع به پرتاب سازه‌هایی تا ارتفاع ۶۰ کیلومتری از کوه وایت سند (White Sand) کرد.

تنها دو سال بعد، آزمایشگاه پیشرانش جت برای نخستین بار موشک کورپورال (Corporal) را پرتاب کرد؛ یک موشک هدایت‌ شونده که در پاسخ به موشک معروف V-2 آلمانی‌ها توسعه داده شد. موشک‌های کورپورال در بین سال‌های ۱۹۵۴ تا ۱۹۶۴، به مدت یک دهه، مورد استفاده ایالات متحده و اروپا قرار می‌گرفت.


بیشتر بخوانید : قدرتمندترین کشورهای جهان از نظر تجهیزات نظامی ؛ با پیشرفته ترین ارتش های دنیا آشنا شوید


JPL پس از آن از ارتش آمریکا جدا شد و مهارت‌های بدست آورده در توسعه موشک‌هایش را در ماموریت‌های تحقیقاتی غیرنظامی به کار بست. در نوامبر ۱۹۵۷، این آزمایشگاه شروع به توسعه اکسپلورر ۱ (Explorer 1) کرد و در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ آن را به مدار زمین پرتاب کرد. اکسپلورر ۱ نخستین ماهواره موفقیت آمیز ایالات متحده لقب گرفت.

تا پایان آن سال، آزمایشگاه پیشرانه ناسا به طور کامل از ارتش جدا و به فعالیت‌های غیرنظامی روی آورد. در اکتبر ۱۹۵۸ کنگره به تشکیل ناسا دستور داد و این سازمان فضایی چند ماه بعد کنترل JPL را به دست گرفت.

اکتشافات سیاره‌ای در سال‌های اولیه

دیری نگذشت که این آزمایشگاه نگاه خود را معطوف ماورای مدار زمین کرد. به عنوان مثال در ۱۹۶۲، فضاپیما مارینر ۲ برای نخستین بار یک سیاره دیگر را از نزدیک بررسی کرد. مارینر ۲ از کنار سیاره زهره عبور کرد.


بیشتر بخوانید : حیات فرازمینی در سیاره زهره


در سال ۱۹۶۴، فضاپیما مارینر ۴ فلای‌بای مریخ را با موفقیت انجام داد. همچنین مارینر ۹ نخستین فضاپیمایی لقب گرفت که به دور سیاره‌ای که در مدار خودش حرکت می‌کند، گردیده است. این فضاپیما در سال ۱۹۷۱ در مدار مریخ قرار گرفت.

تلاش‌های آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا راه را برای موفقیت‌های سری ماموریت‌های آپولو ناسا باز کرد. در سال‌های 1964 و 1965، فضاپیما‌های رنجر ۷، ۸ و ۹ (Ranger) پیش از آنکه عامدانه به سطح ماه برخورد کنند، تصاویری از نزدیک‌ترین همسایه زمین مخابره کردند. به علاوه در حدفاصل سال‌های 1966 تا 1968 کاوشگرهای سرویر ۱، ۳، ۵، ۶ و ۷ (Surveyor) به آرامی بر سطح کره ماه فرود آمدند.

یکی دیگر از تلاش‌های پیشگامانه، فضاپیمای مارینر ۱۰ بود که در سال ۱۹۷۳ پرتاب شد. فضاپیمای آزمایشگاه پیشرانش جت پس از آنکه از گرانش سیاره زهره استفاده کرد، به سوی عطارد روانه شد. این نخستین باری بود که یک کاوشگر از استراتژی “کمک گرفتن از گرانش” استفاده کرد. این کار به کاوشگر رباتیک این امکان را می‌دهد که با حداقل میزان استفاده از سوخت بیشترین مسافت ممکن را سفر کند.

سفر به مریخ

آزمایشگاه علمی مریخ (MSL) یا همان مریخ‌نورد کنجکاوی احتمالا بلندپروازانه‌ترین و تواناترین سطح‌نوردی است که تاکنون پرتاب شده است. اما این کاوشگر تماما با نخستین یورش JPL به سوی مریخ تفاوت دارد. آزمایشگاه پیشرانه جت در طول چهار دهه گذشته در در ارسال چندین کاوشگر رباتیک به مریخ، کمک‌‌رسان ناسا بوده است.

در سال ۱۹۷۵، ناسا در کمتر از شش ماه دو کاوشگر وایکینگ ۱ و ۲ را پرتاب کرد. این نخستین تلاش سازمان فضایی آمریکا در راستای جستجوی حیات در سطح سیاره سرخ بود.

بجز دو سطح نشین، برنامه وایکینگ دو مدارگرد را نیز به سوی مریخ روانه کرد. ماموریت وایکینگ در نهایت شواهدی جذاب، اما دوپهلو از فعالیت‌های بیولوژیک ممکن را به زمین مخابره کردند. JPL که این مدارگردها را طراحی کرده بود، در نهایت مسئولیت هدایت این ماموریت را نیز عهده‌دار شد.

شبکه اعماق فضا
مرکز فرماندهی شبکه اعماق فضا (Deep Space Network) بسیاری از ماموریت های ناسا را هدایت کرده است. (اعتبار :Nola Taylor Redd)

آزمایشگاه پیشرانش جت همچنین هدایت ماموریت رهیاب مریخ (Mars Pathfinder) را نیز انجام داد. ماموریتی که به موجب آن در سال ۱۹۹۷ یک سطح نورد و یک سطح‌نشین بر روی سطح سیاره سرخ فرود آمد. همچنین نقشه بردار سراسری مریخ (Mars Global Surveyor) که از سال ۱۹۹۷ تا سال ۲۰۰۶ در مدار مریخ قرار داشت نیر دیگر ماموریتی است که JPL عهده‌دار بوده است.

به علاوه، مدارگرد اودیسه مریخ (Mars Odyssey) در سال ۲۰۰۱ پرتاب شد از دیگر طراحی‌های آزمایشگاه پیشرانه جت است. این مدارگرد هم‌اکنون نیز به ماموریت خود ادامه می‌دهد.

ماموریت “مریخ‌نورد اکتشاف” (Mars Exploration Rover) که مریخ‌نوردان دوقلوی فرصت (Opportunity) و روح (Spirit) را در ژانویه ۲۰۰۴ روی سطح مریخ فرود آورد، توسط آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا رهبری شد. در حالی که مریخ‌نورد اسپیریت در سال ۲۰۱۰ ارتباط خود را با زمین از دست داد، آپورچیونیتی کماکان با قدرت ماموریت خود را ادامه می‌دهد.

مدارگرد شناسایی مریخ (Mars Reconnaissance Orbiter) دیگر ماموریت JPL است که در سال ۲۰۰۴ پرتاب شد و در بالای سیاره سرخ به مطالعه خود ادامه می‌دهد. در سال ۲۰۰۸ ، سطح نشین فونیکس (Phoenix) آزمایشگاه پیشرانه جت وجود آب یخ زده در زیر سطح مریخ و در نزدیکی قطب شمال سیاره تایید کرد.


بیشتر بخوانید : مریخ ۲۰۲۰ با ۲۳ چشم؛ با مریخ‌نورد جدید ناسا آشنا شوید


اما خب، همه ماموریت‌های مریخ آزمایشگاه JPL موفقیت آمیز نبوده‌اند. به عنوان مثال کمی قبل از ورود مشاهده‌گر مریخ (Mars Observer) به مدار این سیاره، ارتباط آن با زمین قطع شد. همچنین مدارگرد آب و هوایی مریخ (Mars Climate Orbiter) و نیز سطح نشین قطبی مریخ (Mars Polar Lander) هنگام ورود به سیاره سرخ در اواخر سال ۱۹۹۹ ناپدید شدند. کوک می‌گوید:

فرود بر سطح مریخ کار بسیار دشواری است. به همین دلیل است که ماموریت‌های عمدتا بر ایده‌های موجود و سخت‌افزار‌های سفر‌های قبلی به سیاره سرخ متکی هستند. به عنوان مثال در ماموریت مریخ ۲۰۲۰ در پیش رو از سپر حرارتی یدکی ماموریت مریخ‌نورد کنجکاوی استفاده خواهد شد. در واقع استراتژی این است : چیزی را خواهیم ساخت که تاپیش از این موفقیت‌آمیز بوده است.

آنسوی سیاره سرخ

آزمایشگاه پیرانش جت تاکنون کاوشگرهای بسیاری به آنسوی مریخ فرستاده است. دو مورد از مشهورترین آنها فضاپیما‌های دوقلوی وویجر ۱ و ۲ بودند که در سال ۱۹۷۷ برای مطالعه سیارات مشتری، زحل و اقمار آنها پرتاب شدند. این کاوشگرها به اهداف اولیه خود دست پیدا کردند، سپس به کار خود ادامه دادند و پس از بررسی اورانوس و نپتون مسیر فضای میان‌ستاره‌ای را در پیش گرفتند.


بیشتر بخوانید : ماموریت فضاپیما‌های وویجر ؛ طولانی مدت ترین ماموریت ناسا


هر دوی این فضاپیما‌ها در حال مشاهده محیط‌های بیگانه‌ای در مرز منظومه شمسی هستند. وویجر ۱ حدود ۱۸ میلیارد کیلومتر از زمین فاصله دارد و برادر دوقلوی آن نیز ۱۵ میلیارد کیلومتر از خانه دور شده است.

وویجر ۱ حدود ۱۸ میلیارد کیلومتر از زمین فاصله دارد و برادر دوقلوی آن نیز ۱۵ میلیارد کیلومتر از خانه دور شده است.

کاوشگر گالیله JPL هم وظیفه مطالعه مشتری را عهده‌دار است. این کاوشگر در ۱۹۹۵ به مدار مشتری وارد شد و در طول ۸ سال بعد از آن مشاهدات خود را از این بزرگترین سیاره منظومه شمسی و اقمارش به انجام رساند. کاوشگر کاسینی که در سال ۱۹۹۷ به سوی سامانه سیاره زحل و اقمار آن پرتاب شد، تا سپتامبر ۲۰۱۷ و پایان حماسی خود به ارسال داده به سوی زمین مبادرت می‌ورزید.

آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا همچنین در ماموریت‌هایی برای مطالعه دنباله‌دارها و سیارک‌ها نیز شرکت داشته است. یکی از این تلاش‌ها استاردست (Stardust) بود. فضاپیمایی که ذرات موجود در دنباله دنباله‌دار وایلد-۲ (Wild-2) را جمع‌آوری و به زمین بازگرداند.

فضاپیمای “برخورد عمیق” (Deep Impact) که توسط جی‌پی‌ال مدیریت می‌شود، در سال ۲۰۰۵ به دنباله‌دار تمپل ۱ (Tempel 1) برخورد کرد. فضاپیما دون (Dawn) در مدار وستا، دومین جرم بزرگ کمربند سیارکی، قرار گرفت. پس از آن راه خود را به سوی بزرگترین جرم کمربند سیارکی در پیش گرفت؛ سیاره کوتوله سرس.


بیشتر بخوانید : سرس ؛ کوچکترین سیاره کوتوله شناخته شده


اما آزمایشگاه پیشرانش جت از سیاره زمین غافل نیست. جیسون کریگ (Jason Craig) یکی از تصویرسازان JPL می‌گوید بیش از یک سوم بودجه این آزمایشگاه برای مطالعه “لکه آبی کوچک” صرف می‌شود. ماهواره‌های بزرگ و کوچک بسیاری در حین گردش به دور زمین، اتمسفر، اقیانوس‌ها، گرانش و دمای کره خاکی ما را پایش می‌کنند.

به لطف کربن مونوکسید موجود در جو زمین، این ماهواره‌ها قادرند متوجه آتش‌سوزی‌ها در زمین بشوند. به علاوه، دانشمندان با استفاده از این ماهواره‌ها قادرند تا کشاورزی ببر و بسوز (slash-and-burn) که در جنگل‌های بارانی آمریکای جنوبی و آفریقا متداول است را ردیابی کنند. تمامی این اطلاعات از طریق یک نرم‌افزار دسکتاپ به نام “Eyes on Earth” در دسترس عموم مردم قرار دارد


بیشتر بخوانید :  جنگل زدایی چیست ؛ حقایق، علل و اثرات جنگل زدایی


کریگ در همین زمنیه می‌گوید:

ما داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنیم و به دیگران منتقل می‌کنیم. هرآنچه ما انجام می‌دهیم در تمام جهان منتشر می‌شود.

JPL تنها اکتشاف سیاره‌ای انجام نمی‌دهد

درست است که آزمایشگاه پیشرانه جت در زمنیه اکتشافات سیاره‌ای بهترین است. اما در طول سالیان اخیر ماموریت‌های بسیار دیگری را نیز مدیریت و یا در آنها ایفای نقش کرده است.

به عنوان مثال این آزمایشگاه هدایت تلسکوپ فضایی اسپیتزر را برعهده داشته است. این تلسکوپ فضایی که در سال ۲۰۰۳ پرتاب شد بنا داشت کیهان را با نور فروسرخ رصد کند. تلسکوپ وایز (WISE) یا تلسکوپ جستجوگر نقشه بردار فروسرخ وسیع‌المیدان (Wide-field Infrared Survey Explorer) قبل از آنکه در سال ۲۰۱۱ به پایان ماموریت خود برسد، بیش از ۱۰۰ هزار سیارک که تا پیش از این ناشناخته بوده‌اند را در کمربند سیارکی کشف کرد.

JPL همچنین میزبان یک برنامه ناسا تحت عنوان “برنامه اجرام نزدیک زمین” است. بر این اساس آزمایشگاه پیشرانش جت رصدهای مربوط به سیارک‌ها و دنباله‌دارهایی که از نزدیکی زمین عبور می‌کنند را هماهنگ می‌کند.

آزمایشگاه JPL توسعه پروژه پرواز تلسکوپ فضایی کپلر را مدیریت کرده است. تلسکوپ فضایی که تاکنون بیش از ۲۳۰۰ سیاره فراخورشیدی را که پتانسیل زیست‌پذیری دارند را کشف کرده است. آزمایشگاه JPL پس از پرتاب این تلسکوپ فضایی در ماه مارس سال ۲۰۰۹ کنترل آن را به دست گرفت.


بیشتر بخوانید : تلسکوپ فضایی کپلر ؛ با شکارچی سیارات فراخورشیدی آشنا شوید


شبکه اعماق فضا ناسا (Deep Space Network)، مجموعه‌ای از ایستگاه‌های آنتن واقع شده در بیابان موهاوی کالیفرنیا، اسپانیا و استرالیا، توسط آزمایشگاه پیشرانه جت طراحی، ساخته و اجرا شده است. شبکه اعماق فضا برای ماموریت‌های ناسا و سایر ماموریت‌های بین‌المللی، امکان ردیابی اعماق فضا را به ارمغان می‌آورد و با استفاده از رادار به تصویربرداری از سیارات و سیارک‌ها کمک می‌کند.

به گفته جیم مک کلور (Jim McClure)، مدیر کنترل ماموریت JPL، داده‌ها از سراسر منظومه شمسی و اطراف آن جمع آوری می‌شود و به آزمایشگاه پیشرانش جت در پاسادنا کالیفرنیا می‌آیند. به طوری که حتی برخی از کارکنان این آزمایشگاه را “مرکز کائنات” می‌دانند.

بخش کنترل ماموریت شبکه اعماق فضا حقیقتا شاهدی بر اسم مستعار بالاست. جایی که یک نقطه مشترک و هماهنگ کننده میان آزمایشگاه JPL، ناسا و موسسه کالتک به می‌آید. همه کائنات در این نقطه متمرکز شده‌اند. مک کلور می‌گوید:

اینجا در آزمایشگاه پیشرانش اوج مطالعات را شاهد هستیم و همکاری‌های بسیاری با مرکز کنترل ماموریت داریم.

افزون بر مقر اصلی JPL در پاسادنا و سه ایستگاه آنتن در سراسر جهان، از جمله سایر تجهیزات آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا می‌توان به یک رصدخانه در کوه تیبل (Table) در کالیفرنیا و مجموعه پرتاب در ایستگاه نیروی هوایی کیپ کارناوال اشاره کرد. دکتر مایکل واتکینز (Michael Watkins) مدیریت کنونی آزمایشگاه JPL از ماه جولای 2016 برعهده دارد.

.

منبع : Space



ارسال نظر