EINLEITUNG

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) ist eine staatlich geförderte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung und Teil des „California Intitute of Technology“ (Caltech). JPL ist dabei in erster Linie zuständig für den Bau und die Steuerung von Satelliten und Raumsonden für die National Aeronautics and Space Administration (NASA), jedoch werden auch Missionen in der Erdumlaufbahn betreut. Unter der Federführung der Caltech wurden hier die meisten amerikanischen Raumsonden-Projekte der NASA konzipiert, gebaut und bei ihren jahrelangen Missionen betreut. Heute wird am JPL vor allem Technologieforschung und Komponentenherstellung betrieben. Im Unterschied zu den anderen Centers ist das JPL nicht Bestandteil der NASA, sondern nur der NASA angegliedert. Das JPL arbeitet außer für die NASA auch für das Pentagon, das Department of Energy sowie für weitere staatliche Einrichtungen. Darüber hinaus berät es die Produzenten von Science-Fiction-Filmen und -Serien (beispielsweise bei Babylon 5).

Das JPL befindet sich auf einer 72 Hektar großen Fläche im San Gabriel Valley von Los Angeles County (Kalifornien), inmitten der Hügel bei Pasadena. Beim JPL arbeiten die weltbesten Planetologen an der Auswertung vieler hunderttausend Planetenbilder und anderer von den Sonden übermittelter Informationen von Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Satum, Uranus und Neptun (nur von Pluto gibt es noch keine Naherkundungs Daten). Insgesamt arbeiten im JPL ungefähr 5.500 Vollzeitangestellte.

Dem Jet Propulsion Laboratory direkt angeschlossen ist das "Deep Space Network“, ein Netz von Parabolantennen verschiedener Größe zur funktechnischen Verfolgung der Planetensonden bis in einige Milliarden Kilometer Entfernung. Wichtigster Teil des DSN sind die drei 70 m Antennenschüsseln. Das JPL betreibt für die NASA derzeit drei große Stationen in der Mojave-Wüste in Kalifornien, Spanien und Australien. Mit raffinierten funktechnischen Peilverfahren lassen sich Position, Flugrichtung und Geschwindigkeit einer Raumsonde z.B. bei Neptun auf wenige Kilometer genau ermitteln.

Weiters wurden von JPL die so genannten JPL-Folgen entwickelt. Dies sind spezielle Codefolgen, welche unter anderem in Weltraumapplikationen zur Entfernungsmessung eingesetzt werden und die Synchronisationszeiten bei Spread-Spectrum-Signalen verkürzen können. Weiterhin finden JPL-Folgen bei dem globalen Positionssystem (GPS) zur Übertragung des militärisch genutzten P/Y-Code Anwendung.

Am JPL werden unter anderem die fahrbaren Marsroboter wie z.B. „Pathfinder“ und „Opportunity“ gebaut und trainiert.

Das JPL baute neben Raumsonden auch Instrumente für andere Projekte, zum Beispiel die Weitwinkelkamera des Hubble-Weltraumteleskops.

GESCHICHTE

Das Jet Propulsion Laboratory war in den 1930er Jahren gegründet worden, als Theodore von Kármán, damals Professor am California Institute of Technology (Caltech) und einer der Pioniere der Strömungsmechanik und Luftfahrtforschung, von einigen seiner Studenten gebeten wurde, das Fach Raketenbau in den Lehrplan aufzunehmen. Einfache Experimente, die unter seiner Anleitung durchgeführt wurden, standen am Anfang dessen, was sich später zu einem bedeutenden Raketenforschungszentrum entwickeln sollte. Am 31. Oktober 1936 starteten sie ihre erste Rakete. Schon bald wurde das amerikanische Militär auf die Gruppe um Theodore von Kármán aufmerksam, und aus ersten Forschungsaufträgen entwickelte sich eine dauerhafte Zusammenarbeit. Die Armee bat das neu zusammengestellte Team, die deutsche V2-Rakete zu untersuchen, wobei zum ersten Mal der Name Jet Propulsion Laboratory („jet propulsion“ steht für Düsenantrieb) benutzt wurde. Diesen Namen erhielt die Forschungseinrichtung, um nach außen einen seriösen Eindruck zu erzielen, da damals Leute, die sich mit Raketen beschäftigten, für unseriös gehalten wurden. Diese Kooperation mit der Army währte vom Ende des Zweiten Weltkriegs bis Neujahr 1959, als die drei Monate zuvor gegründete NASA das Institut übernahm. Damals wurde gemeinsam vereinbart, den Schwerpunkt nicht länger auf Raketentechnik, sondern auf die Erforschung planetarer Welten zu legen. Das JPL behielt seinen Namen, obwohl in der Folgezeit keine Forschungen an Düsenantrieben (Raketen) mehr durchgeführt wurden. Unter Führung von William Pickering, Direktor des JPL von 1954 bis 1976, sollte das JPL bald eine Bedeutung erlangen, die bis dahin jenen Einrichtungen der NASA vorbehalten gewesen war, die sich mit der bemannten Raumfahrt beschäftigten. Das JPL entwickelte sich zum weltweit führenden Zentrum für Raumsonden, ihrer Technologie und Planetenforschung.

WELTRAUMFORSCHUNG

In den Monaten nach dem erfolgreichen Flug der sowjetischen Sputnik 1 musste die NASA zahlreiche Misserfolge hinnehmen bis Explorer 1 am 31. Januar 1958 startete. Mit Explorer 1 gelang es der JPL, den ersten amerikanischen Satelliten in eine Erdumlaufbahn zu bringen. Der Satellit lieferte zudem eine Fülle von Messdaten, die den Beweis erbrachten, dass ein Strahlungsgürtel um die Erde existiert.

Nachdem das JPL in die NASA eingegliedert worden war, sollte es bald eine entscheidende Rolle in der amerikanischen Raumfahrt spielen. Am Anfang dieser Entwicklung in den späten 1950er Jahren standen eher bescheidene Programme wie Ranger und Lunar Orbiter, die der Erforschung des Mondes dienten. Als man jedoch im Zuge des Apollo Programms erkunden wollte, was die Astronauten auf dem Mond erwarten würde, erlangten diese Programme herausragende Bedeutung. Anhand der bei diesen Missionen gesammelten Daten konnte man sich ein erstes Bild von der Oberfläche des Mondes und den dort herrschenden Bedingungen machen.

Mittlerweile verfolgten die Wissenschaftler des JPL wesentlich ehrgeizigere Ziele, nämlich die Erkundung von weiter entfernten Planeten. Das erste Projekt dieser Art trug den Namen Mariner. Diese Familie von Raumsonden wurde zu einer Zeit entwickelt, als das JPL an einem Tiefpunkt in seiner Geschichte angelangt war: Keine der ersten fünf zwischen August 1961 und Oktober 1962 gestarteten Ranger Raumsonden hatte ihre Mission erfüllt. Im Gegensatz dazu konnten die Sowjets 1959 mit ihrer Sonde Lunik 3, die erstmals die Rückseite des Mondes fotografierte, einen großen Erfolg verbuchen. Dieser wurde 1963 noch übertroffen, als die sowjetische Mars 1 am Roten Planeten vorbeiflog. In all diesen Jahren verlangten ungeduldige Kongressmitglieder nach sichtbaren Resultaten, manche forderten gar die Schließung der Versuchsanstalt in Pasadena. Die Serie von Misserfolgen der Ranger Flüge setzte sich mit dem Start von Mariner 1 fort, einem im September 1961 initiierten Projekt mit dem Ziel, eine Raumsonde an der Venus vorbeifliegen und dabei erste Daten aufzeichnen zu lassen. Die Sonde, eine nur leicht abgewandelte Version von Ranger, erlitt das gleiche Schicksal wie ihre Vorgänger. Gekoppelt mit einer Atlas Agena Rakete, startete Mariner 1 im Juli 1962, musste aber aufgrund eines Fehlers in der Steuerung der Trägerrakete schon nach 290 Sekunden gesprengt werden. Von diesen Niederlagen schwer angeschlagen, setzten JPL Direktor Pickering und das JPL Team alles auf eine Karte. Nur 36 Tage nach dem Verlust von Mariner 1 schoss man Mariner 2 am 27. August 1962 ins All. Es sollte die erste erfolgreiche Mission für die USA zu einem anderen Planeten werden. Endlich hatte die NASA mit einem Erkundungsflug Erfolg - einem Erfolg, den das JPL dringend brauchte. Die gelungene Mission verringerte den politischen Druck, der sowohl auf der NASA als auch auf Pickering und seinem Team vom JPL lastete. Vollständig wiederhergestellt wurde der Ruf des JPL, als Präsident Kennedy James Webb, William Pickering und einige Ingenieure aus Pasadena ins Oval Office einlud, um ihnen zu gratulieren.

In der Zwischenzeit begannen die Ingenieure am JPL mit der Planung zweier anderer, noch ehrgeizigerer Expeditionen ins Sonnensystem, dieses Mal zu dem anderen Nachbarplaneten der Erde, dem Mars. Innerhalb von zwei Jahren (von November 1962 bis November 1964) machten die Mitarbeiter des JPL die beiden Raumsonden Mariner 3 und 4 einsatzbereit. Mariner3 startete im November 1964, aber verschwand von den Monitoren der Bodenkontrolle, Mariner 4 dagegen war ein voller Erfolg. Als sie in einem Abstand von 10 000 km am Roten Planeten vorbeiflog, machte die Kamera 21 Fotos. Doch die großen Jahre des Mariner Programms sollten erst noch kommen, und bis dahin sorgten die Projekte Mariner 5 bis 7 dafür, dass das Selbstvertrauen der Exper¬ten am JPL beständig zunahm: 1967 flog Mariner 5 an der Venus vorbei. Zwei Jahre später durchflogen die Sonden Mariner 6 und Mariner 7 mit nur wenigen Tagen Abstand die Marsatmosphäre. Die beiden letzten Mariner Flüge Mariner 9 und l0 - waren nicht nur ein voller Erfolg, sondern läuteten zugleich ein Zeitalter spektakulärer Planetenmissionen ein, die den prestigeträchtigen Apollo Flügen in nichts nachstanden.

Lange bevor das Mariner Programm auslief, hatte das JPL ein weiteres Projekt in Angriff genommen, mit dem man unmittelbar an die Mariner Erfolge anknüpfen wollte. Dabei stand vor allem die Frage im Zentrum: Gibt es Leben auf dem Mars? 1975 wurde mit den Viking 1 und 2-Sonden zum ersten Mal auf dem Mars nach Leben gesucht. Zusammen mit den Bildern von Viking 1 waren nun rund 97% der Oberfläche des Roten Planeten fotografiert.

1977 wurde eine Reise an den äußeren Rand des Sonnensystems beschlossen, unternommen von relativ preiswerten, baulich an die Mariner Serie angelehnten Raumsonden. Darüber hinaus beschloss die JPL Führung in Pasadena, keine Aufträge an externe Zulieferer zu vergeben, sondern Konstruktion und Bau der Raumfahrzeuge selbst zu übernehmen. 1977 wurden Voyager 1 und 2 ins All geschossen, um dort nah an Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun vorbeizufliegen. Voyager 1 war dabei ausgestattet mit einer 30 cm großen Schallplatte aus vergoldetem Kupfer an Bord, auf der Donner und Tiergeräusche, Grußworte in 55 Sprachen, Musikaufnahmen sowie Bilder von der Erde gespeichert sind. Die Voyager-1-Sonde gilt als einer der größten Erfolge der Raumfahrt allgemein, da sie ihre geplante Lebenserwartung bereits weit übertroffen hat und noch heute in einer Entfernung von über 16 Mrd. Kilometer zur Erde regelmäßig Daten zur Erde sendet (Stand März 2009).

In den 1990er Jahren waren bekannte Missionen, an denen die JPL beteiligt war, Magellan (Venus), Galileo und Cassini (Jupiter), und Ulysses (Sonne) sowie den Mars-Missionen (z.B. Mars Global Surveyor und Mars Pathfinder).

Insgesamt betreut das JPL zurzeit über 30 Missionen, 13 neue Projekte und Missionen sind für die nächsten Jahre geplant.

ERDERFORSCHUNG

In den 1970ern zeigte das JPL, dass man mit den Instrumenten an Bord von Raumsonden auch die Erde untersuchen könnte, woraus die Seasat-Mission entstand. Seasat war der erste Erdbeobachtungssatellit zur Fernerkundung der Meere.

In Zukunft werden sich die JPL Wissenschaftler verstärkt mit Radarsystemen zur Erdbeobachtung befassen, wie sie beim "Shuttle Imaging Radar" schon erfolgreich ausprobiert wurden, und beim Topex/Poseidon Satelliten, einem Satelliten zur Messung von Meereshöhen.

LITERATUR

Gorn M., 2005, Die Geschichte der NASA. Knesebeck Verlag. München.

Engelhardt W., 2001, Enzyklopädie Raumfahrt. Verlag Harri Deutsch. Freiburg.

INTERNETQUELLEN

www.jpl.nasa.gov

de.wikipedia.org/wiki/Jet_Propulsion_Laboratory