Una grafica JPL vintage che celebra il satellite Explorer 1. Credito:NASA/JPL-Caltech
Sessant'anni fa, la prossima settimana, le speranze dell'America della Guerra Fredda si librarono nel cielo notturno mentre un razzo si librava nel cielo sopra Cape Canaveral, un'isola barriera che presto diventerà famosa al largo della costa della Florida.
La data era il 31 gennaio 1958. La NASA doveva ancora essere costituita, e l'onore di questo primo volo spettava all'esercito degli Stati Uniti. L'unico carico utile del razzo era un satellite a forma di giavellotto costruito dal Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, California. Esploratore 1, come presto sarebbe stato chiamato, è stato il primo satellite americano.
"Il lancio dell'Explorer 1 ha segnato l'inizio del volo spaziale degli Stati Uniti, così come l'esplorazione scientifica dello spazio, che ha portato a una serie di missioni audaci che hanno aperto gli occhi dell'umanità a nuove meraviglie del sistema solare, "ha detto Michael Watkins, attuale direttore del JPL. "È stato un momento spartiacque per la nazione che ha anche definito chi siamo al JPL".
A metà degli anni Cinquanta, sia gli Stati Uniti che l'Unione Sovietica stavano procedendo verso la capacità di mettere in orbita un veicolo spaziale. Eppure una grande incertezza incombeva sull'inseguimento. Con l'intensificarsi della guerra fredda tra i due paesi, non era ancora stato determinato se la sovranità dei confini di una nazione si estendesse verso l'alto nello spazio. Di conseguenza, l'allora presidente Eisenhower ha cercato di garantire che i primi satelliti americani non fossero percepiti come risorse militari o di sicurezza nazionale.
Nel 1954, un consiglio internazionale di scienziati ha chiesto l'orbita dei satelliti artificiali come parte di un programma scientifico mondiale chiamato Anno geofisico internazionale (IGY), si svolgerà dal luglio 1957 al dicembre 1958. Sia il governo americano che quello sovietico hanno colto l'idea, annunciando che avrebbero lanciato veicoli spaziali come parte dello sforzo. Prossimamente, iniziò una competizione tra l'Esercito, Air Force e Navy per sviluppare un satellite statunitense e un veicolo di lancio in grado di raggiungere l'orbita.
A quel tempo, JPL, che faceva parte del California Institute of Technology di Pasadena, principalmente svolto il lavoro di difesa per l'esercito. (Il "jet" nel nome del JPL risale ai motori a razzo usati per fornire il decollo "a getto assistito" per gli aerei dell'esercito durante la seconda guerra mondiale.) Nel 1954, gli ingegneri del laboratorio iniziarono a lavorare con l'Agenzia per i missili balistici dell'esercito in Alabama su un progetto chiamato "Orbiter". Il team dell'esercito comprendeva Wernher von Braun (che in seguito avrebbe progettato il razzo Saturn V della NASA) e il suo team di ingegneri. Il loro lavoro era incentrato sul razzo Redstone Jupiter-C, che era derivato dal missile V-2 che la Germania aveva usato contro la Gran Bretagna durante la guerra.
Il ruolo del JPL era quello di preparare i tre stadi superiori per il veicolo di lancio, che includeva il satellite stesso. Questi usavano motori a razzo solido che il laboratorio aveva sviluppato per il missile guidato Sergente dell'esercito. Il JPL sarebbe anche responsabile della ricezione e della trasmissione delle comunicazioni del veicolo spaziale orbitante. Oltre al coinvolgimento di JPL nel programma Orbiter, l'allora direttore del laboratorio, William Pickering, ha presieduto il comitato scientifico per il monitoraggio satellitare per lo sforzo di lancio degli Stati Uniti in generale.
L'ingresso della Marina, chiamato Avanguardia, aveva un vantaggio competitivo in quanto non derivava da un programma di missili balistici:il suo razzo era stato progettato, da zero, per scopi scientifici civili. Il razzo Jupiter-C dell'esercito aveva compiuto il suo primo volo suborbitale di successo nel 1956, quindi i comandanti dell'esercito erano fiduciosi di poter essere pronti a lanciare un satellite abbastanza rapidamente. Tuttavia, il programma della Marina fu scelto per lanciare un satellite per l'IGY.
James Van Allen, fisico dell'Università dell'Iowa, la cui proposta strumentale era stata scelta per il satellite Vanguard, era preoccupato per i problemi di sviluppo del progetto. Così, si è assicurato che il suo carico utile dello strumento scientifico, un rilevatore di raggi cosmici, si adattasse a entrambi i veicoli di lancio. Nel frattempo, anche se il loro progetto è stato ufficialmente messo in naftalina, Gli ingegneri del JPL hanno utilizzato un involucro di razzo preesistente per costruire silenziosamente un satellite degno di volare, nel caso in cui potrebbe essere necessario.
Il mondo è cambiato il 4 ottobre 1957, quando l'Unione Sovietica lanciò una sfera di metallo da 23 pollici (58 centimetri) chiamata Sputnik. Con quel singolare evento, l'era spaziale era iniziata. Il lancio ha risolto un'incertezza diplomatica chiave sul futuro del volo spaziale, stabilendo il diritto di orbitare sopra qualsiasi territorio del globo. I russi hanno rapidamente seguito il loro primo lancio con un secondo Sputnik appena un mese dopo. Sotto pressione per montare una risposta degli Stati Uniti, l'amministrazione Eisenhower ha deciso un volo di prova programmato del razzo Vanguard, già in programma a sostegno dell'IGY, andrebbe bene. Ma quando c'era il razzo Vanguard, in modo imbarazzante, distrutto durante il tentativo di lancio il 6 dicembre, l'amministrazione si è rivolta al programma dell'esercito per salvare la reputazione del paese come leader tecnologico.
All'insaputa di JPL, von Braun e il suo team avevano anche sviluppato il proprio satellite, ma dopo qualche considerazione, l'esercito decise che il JPL avrebbe comunque fornito il veicolo spaziale. Il risultato di quella fatidica decisione è stato che l'attenzione del JPL si è spostata in modo permanente, dai razzi a ciò che si trova sopra di essi.
La squadra dell'esercito aveva l'ordine di essere pronta per il lancio entro 90 giorni. Grazie alla sua preparazione anticipata, 84 giorni dopo, il suo satellite si trovava sulla rampa di lancio presso la Cape Canaveral Air Force Station in Florida.
La navicella è stata lanciata alle 22:48. EST il venerdì, 31 gennaio 1958. Un'ora e mezza dopo, una stazione di tracciamento del JPL in California ha raccolto il segnale trasmesso dall'orbita. In linea con il desiderio di ritrarre il lancio come l'adempimento dell'impegno degli Stati Uniti nell'ambito dell'Anno geofisico internazionale, l'annuncio del suo successo è stato dato la mattina presto alla National Academy of Sciences di Washington, con Pickering, Van Allen e von Braun a disposizione per rispondere alle domande dei media.
Dopo il lancio, alla navicella è stato dato il nome ufficiale, Explorer 1. (Nei decenni successivi, quasi un centinaio di veicoli spaziali sarebbe stato designato "Explorer".) Il satellite ha continuato a trasmettere dati per circa quattro mesi, fino all'esaurimento delle batterie, e ha cessato di funzionare il 23 maggio, 1958.
Più tardi quell'anno, quando la National Aeronautics and Space Administration (NASA) fu istituita dal Congresso, Pickering e Caltech hanno lavorato per spostare JPL dal suo lavoro di difesa per entrare a far parte della nuova agenzia. JPL rimane una divisione di Caltech, che gestisce il laboratorio per la NASA.
Gli inizi dell'esplorazione spaziale degli Stati Uniti non furono senza battute d'arresto:dei primi cinque satelliti Explorer, due non sono riusciti a raggiungere l'orbita. Ma i tre che l'hanno realizzata hanno dato al mondo la prima scoperta scientifica nello spazio:le fasce di radiazione di Van Allen. Queste regioni a forma di ciambella di particelle ad alta energia, tenuto in posizione dal campo magnetico terrestre, potrebbe essere stato importante nel rendere la Terra abitabile per la vita. Esploratore 1, con il rivelatore di raggi cosmici di Van Allen a bordo, è stato il primo a rilevare questo fenomeno, che ancora oggi è oggetto di studio.
Nel sostenere un'agenzia spaziale civile davanti al Congresso dopo il lancio dell'Explorer 1, Pickering ha attinto alla scoperta di Van Allen, affermando, "Il Dr. Van Allen ci ha fornito alcune informazioni completamente nuove sulla radiazione presente nello spazio esterno... Questo è un esempio piuttosto drammatico di un esperimento scientifico abbastanza semplice che è stato il nostro primo passo nello spazio."
L'Explorer 1 è rientrato nell'atmosfera terrestre ed è bruciato il 31 marzo, 1970, dopo più di 58, 000 orbite.