Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins

El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins LLC ^{[ 3 ]} (abreviado como Laboratorio de Física Aplicada o APL ) es un centro de investigación sin fines de lucro, patrocinado por la Armada de los Estados Unidos y afiliado a una universidad (UARC) en el condado de Howard, Maryland , Estados Unidos. ^{[ 4 ]}

APL está afiliado a la Universidad Johns Hopkins y emplea a más de 8800 personas a partir de 2025. ^{[ 5 ]} APL lleva a cabo investigación, ingeniería y análisis para abordar los desafíos científicos y de seguridad nacional que enfrentan los Estados Unidos y sus aliados. ^{[ 4 ]} El Laboratorio reúne experiencia técnica, larga trayectoria e instalaciones especializadas para apoyar la creación rápida de prototipos y la investigación y el desarrollo a largo plazo. APL trabaja en diversos ámbitos, contribuyendo tanto a los sistemas operativos como a la ciencia y la tecnología fundamentales. ^{[ 6 ]}

El Laboratorio sirve como recurso técnico para cada rama del Departamento de Defensa , ^{[ 7 ]} la Comunidad de Inteligencia , ^{[ 8 ]} el Departamento de Seguridad Nacional , ^{[ 9 ]} la NASA , ^{[ 10 ]} y otras agencias gubernamentales, junto con la industria. La estructura organizativa de APL se divide en 4 sectores (todos patrocinados por agencias del gobierno de EE. UU.), 2 departamentos técnicos y 5 departamentos de servicios empresariales. ^{[ 11 ]} APL también ha desarrollado numerosos sistemas y tecnologías en las áreas de defensa aérea y antimisiles, ^{[ 12 ]} guerra naval de superficie y submarina , seguridad informática y ciencia espacial y construcción de naves espaciales. El trabajo del Laboratorio abarca 13 áreas de misión, incluidas aplicaciones desde sistemas submarinos y operaciones cibernéticas hasta ciencias biológicas y exploración espacial. Equipos multidisciplinarios integran experiencia en el dominio e ingeniería de sistemas para apoyar una variedad de misiones gubernamentales. ^{[ 6 ]}

El APL se estableció en 1942 durante la Segunda Guerra Mundial bajo la Sección T de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico como parte del esfuerzo del gobierno por movilizar la experiencia científica y de ingeniería del país dentro de sus universidades. Su director fundador fue Merle Anthony Tuve , quien dirigió la Sección T durante toda la guerra. ^{[ 13 ]}

La Sección T se creó el 17 de agosto de 1940. Según la historia oficial de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico, Scientists Against Time , APL era el nombre del laboratorio principal de la Sección T a partir de 1942, no el nombre de la organización en general. ^{[ 14 ]} El Laboratorio de Física Aplicada de la Sección T logró desarrollar la espoleta de proximidad de tiempo variable , que desempeñó un papel importante en la victoria aliada. ^{[ 15 ]} En respuesta al éxito de la espoleta, APL creó el cañón MK 57 en 1944. ^{[ 16 ]}

Satisfecha con el trabajo del APL, la Armada le encomendó la misión de encontrar una manera de neutralizar las amenazas de misiles guiados. A partir de entonces, el APL se involucró profundamente en la investigación de defensa aérea y antimisiles. Aunque se esperaba su disolución al final de la guerra, el APL se dedicó en cambio al desarrollo de tecnología de misiles guiados para la Armada. A petición del gobierno, la Universidad continuó manteniendo el Laboratorio como un servicio público. ^{[ 17 ]}

APL se ubicó originalmente en Silver Spring, Maryland, en un garaje de autos usados ^{​​[ 18 ]} en el Edificio Wolfe en 8621 Georgia Avenue. ^{[ 19 ] [ 20 ]} APL comenzó a mudarse a Laurel en 1954 con la construcción de un edificio de $2 millones y una expansión de ala de $700,000 en 1956. El personal final se trasladó a las nuevas instalaciones en 1975. Antes de mudarse a Laurel, APL también mantuvo la “Estación Forest Grove”, al norte de Silver Spring en Georgia Avenue cerca de la actual estación de metro Forest Glen , que incluía un túnel de viento hipersónico. ^{[ 21 ]} La Estación Forest Grove fue desalojada y demolida en 1963, y las simulaciones de vuelo se trasladaron a Laurel. En la década de 1960, APL construyó dos robots autónomos pioneros, o “autómatas móviles”, llamados Ferdinand y Johns Hopkins Beast .

El nombre del Laboratorio proviene de sus orígenes en la Segunda Guerra Mundial , pero las principales fortalezas del APL radican en la ingeniería de sistemas y la creación de prototipos para soluciones a desafíos científicos y de seguridad nacional complejos, con experiencia técnica, investigación, desarrollo y análisis. Más del 80 % del personal está compuesto por profesionales técnicos, incluyendo cerca de 1500 doctores, y la mayoría posee títulos en ingeniería, matemáticas, informática, física, biología o campos similares. ^{[ 5 ]}

APL lleva a cabo programas de investigación fundamental y aplicada; desarrollo exploratorio y avanzado; pruebas y evaluación; e ingeniería e integración de sistemas. ^{[ 6 ]} Además de su trabajo patrocinado, APL mantiene un sólido programa interno de investigación y desarrollo que proporciona financiación inicial para la exploración de ideas y conceptos innovadores que aborden los desafíos futuros de la nación. ^{[ 22 ]}

Durante las décadas de 1950 y 1960, APL colaboró ​​con la Armada en el Programa Operación Bumblebee, que produjo los sistemas de misiles tierra-aire RIM-2 Terrier , RIM-8 Talos y RIM-24 Tartar . ^{[ 23 ]} El proyecto posterior del misil Typhon , basado en versiones mejoradas de los misiles Talos y Tartar, tuvo éxito, pero se canceló en 1963 debido a sus elevados costos. Posteriormente, se desarrolló el misil Standard y el ahora conocido sistema de combate Aegis , basado en una versión mejorada del Terrier. ^{[ 24 ]}

APL lideró el desarrollo del sistema transformador necesario para demostrar la defensa contra misiles balísticos (BMD) desde el mar. Los experimentos resultantes demostraron que la tecnología BMD podía integrarse con un sistema de armas de la Armada para "impactar una bala con otra bala" en el espacio desde el mar. ^{[ 25 ]}

En 1990, APL contribuyó a la Operación Tormenta del Desierto , incluyendo trabajo en la Sala de Crisis del Golfo y otros esfuerzos. ^{[ 26 ]}

• Sistema de Navegación de Tránsito (década de 1960): Desarrolló el primer sistema de navegación basado en satélites del mundo, sentando las bases del GPS actual. ^{[ 27 ]}
• Pershing (1965): Desarrolló e implementó un programa de pruebas y evaluación para los sistemas de misiles Pershing para el Ejército de los EE. UU. APL desarrolló el Programa de Pruebas Operativas (OTP) de Pershing, brindó apoyo técnico a la Unidad de Pruebas Operativas (POTU) de Pershing, identificó áreas problemáticas y mejoró el rendimiento y la capacidad de supervivencia de los sistemas Pershing. ^{[ 28 ]}
• AMFAR (década de 1970): Creó el radar de matriz de fase modular adaptativa, aportando tecnología fundamental para los sistemas de radar de matriz de fase modernos. ^{[ 29 ]}
• Aprovechamiento de la física submarina (décadas de 1970-1980): Capacidades avanzadas de los sistemas de sonar que permitieron la detección a larga distancia de submarinos peligrosos e influyeron en el diseño de tecnología furtiva para la Armada.
• SATRACK (década de 1980): Revolucionó las pruebas de misiles balísticos al permitir el seguimiento de alta precisión de las trayectorias de los misiles mediante instrumentación a bordo. ^{[ 30 ]}
• Tomahawk (década de 1980): Desarrolló algoritmos de guiado que permitieron la navegación autónoma y el apuntamiento de precisión, convirtiendo al Tomahawk en el primer misil de crucero de largo alcance y guiado de precisión del mundo. ^{[ 31 ]}
• Capacidad de Interacción Cooperativa (década de 1990): Permitió la defensa aérea en red al posibilitar que los sensores y sistemas de armas distribuidos operaran como una fuerza unificada.
• Misiones del Programa Discovery (décadas de 1990-2000): Lideró misiones planetarias pioneras de bajo costo, incluidas NEAR y MESSENGER , expandiendo la exploración del espacio profundo de la NASA . ^{[ 32 ]}
• Defensa contra misiles balísticos desde el mar (década de 2000): Se desarrollaron capacidades de defensa antimisiles con base en el mar, lo que permitió a las plataformas navales detectar, rastrear e interceptar misiles balísticos en todo el mundo. ^{[ 33 ]}
• Prueba de redirección de doble asteroide (2022): Dirigió la primera misión de prueba de defensa planetaria para alterar deliberadamente la órbita de un asteroide mediante un impacto cinético. ^{[ 34 ]}

El moderno Laboratorio de Física Aplicada (APL) se encuentra en Laurel, Maryland , y abarca 461 acres con más de 30 edificios. Existen campus auxiliares adicionales en las áreas circundantes. El campus incluye múltiples espacios de innovación y colaboración, así como instalaciones de prueba y más de 800 laboratorios. El APL también opera oficinas regionales en todo el país, estrechamente vinculadas con el Departamento de Defensa y otras instalaciones patrocinadoras. ^{[ 6 ]}

En 2021, el Laboratorio de Física Aplicada (APL) inauguró el Edificio 201, un centro de investigación interdisciplinario con 263 000 pies cuadrados de espacio, un auditorio con capacidad para 200 personas y más de 90 000 pies cuadrados de laboratorios especializados. El edificio también cuenta con un atrio de cuatro pisos, un centro STEM y 100 salas de reuniones y salas de trabajo en el auditorio. En 2025, el edificio fue rebautizado como Centro Ralph D. Semmel para la Innovación en honor al octavo director del APL, Ralph Semmel , quien dirigió el Laboratorio desde 2010 hasta 2025.

El APL también alberga un programa de posgrado a tiempo parcial en ingeniería y ciencias aplicadas de la Escuela de Ingeniería Whiting (WSE) de Johns Hopkins, dirigido a los miembros del personal del APL y al público en general, llamado Ingeniería para Profesionales (EP).

Hasta el 75 % de los estudiantes del programa EP provienen ahora de fuera del APL. El profesorado incluye científicos e ingenieros del APL y del WSE; de empresas regionales de los sectores aeroespacial, de ingeniería y de tecnología de la información; y de agencias gubernamentales. El programa EP ofrece maestrías en 25 áreas, 14 de las cuales tienen su sede en el APL y están dirigidas por miembros del personal técnico profesional del APL. Los cursos se imparten en siete ubicaciones del área metropolitana de Baltimore-Washington , incluido el Centro Educativo del APL. ^{[ 35 ]}

La Academia STEM de APL incluye varios programas que ofrecen una vía de acceso a carreras de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas para estudiantes de 3.º a 12.º grado. Los programas principales de APL están diseñados para ser complementarios y se basan en un modelo integrado que garantiza que los niños aprendan qué significa ser un profesional STEM.

Los programas incluyen Maryland MESA, una actividad extracurricular para estudiantes de 3.º a 12.º grado; la Academia STEM, un programa de cursos extracurriculares para estudiantes de secundaria y bachillerato de 8.º a 12.º grado; el Programa Estudiantil para Inspirar, Relacionarse y Enriquecer (ASPIRE) de APL, que permite a los estudiantes de penúltimo y último año de bachillerato experimentar y explorar carreras STEM antes de la universidad; y Pathways, el programa de prácticas universitarias de APL. ^{[ 36 ]}

APL opera en 13 áreas de misión, ^{[ 5 ]} que abarcan disciplinas como sistemas submarinos, exploración espacial , ciberseguridad y ciencias biológicas . Sus equipos aplican ingeniería de sistemas y experiencia técnica para apoyar el desarrollo, las pruebas y la integración de tecnologías para la seguridad nacional y la investigación científica. ^{[ 6 ] [ 37 ]}

El Laboratorio trabaja en coordinación con patrocinadores gubernamentales y socios de la industria para alinear las prioridades de investigación y desarrollo con las necesidades de la misión. Sus esfuerzos se centran en la transición de tecnologías al uso operativo, apoyando tanto el desarrollo de prototipos como una implementación más amplia por parte de organizaciones externas. ^{[ 38 ]}

La cartera de APL incluye áreas de trabajo de larga trayectoria, como la defensa aérea y antimisiles y la guerra submarina , así como investigaciones que abordan dominios emergentes y prioridades estratégicas. Estas incluyen sistemas autónomos, sistemas hipersónicos, supervivencia y rendimiento, inteligencia artificial, autonomía garantizada, biofabricación y materiales de próxima generación. ^{[ 39 ]}

Espacio

APL ha construido y operado muchas naves espaciales de la NASA, incluyendo NEAR Shoemaker ; ACE (Advanced Composition Explorer); TIMED ; CONTOUR ; MESSENGER ; STEREO (A y B); sondas Van Allen ; New Horizons ; sonda solar Parker ; la misión de defensa planetaria DART ; y la misión de heliofísica IMAP . APL también ha proporcionado sistemas e instrumentos importantes para otros proyectos de la NASA, incluyendo EZIE (Electrojet Zeeman Imaging Explorer), Lunar Vertex y hardware/instrumentos para Europa Clipper . ^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]}

El trabajo espacial del APL comenzó a finales de la década de 1950/principios de la de 1960 con satélites patrocinados por la Armada, como el sistema de navegación por satélite Transit y, posteriormente, Geosat . A principios de la década de 1990, la NASA estableció el Programa Discovery para misiones planetarias seleccionadas competitivamente, con presupuesto limitado y dirigidas por investigadores principales; el APL construyó NEAR Shoemaker , la primera misión del programa, y ​​posteriormente desarrolló MESSENGER , el primer orbitador de Mercurio. ^{[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]} En noviembre de 2021, la nave espacial DART del APL se lanzó y el 26 de septiembre de 2022 impactó deliberadamente el asteroide Dimorphos , acortando notablemente su período orbital alrededor de Didymos en unos 33 minutos, la primera demostración de desviación cinética de asteroides. ^{[ 56 ]}

El trabajo espacial del APL es gestionado por el Sector de Exploración Espacial del Laboratorio. Este sector gestiona las naves de integración de naves espaciales y las salas limpias; las instalaciones de pruebas ambientales (como las cámaras de vacío térmico y las mesas de vibración); y un Centro de Operaciones Multimisión que puede operar varias naves espaciales simultáneamente desde antes del lanzamiento hasta el final de la misión. ^{[ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]}

En 2024, el equipo de ingenieros y científicos del APL, la NASA y más de 40 organizaciones asociadas de todo el país que crearon la sonda solar Parker recibió el Trofeo Robert J. Collier 2024 de la Asociación Aeronáutica Nacional (NAA). ^{[ 61 ]} En 2024, durante su sobrevuelo récord del Sol , la sonda solar Parker de la NASA capturó nuevas imágenes de la atmósfera solar, las más cercanas jamás tomadas al Sol. ^{[ 62 ]}

Misiones en curso y futuras. En 2019, la NASA seleccionó el helicóptero Dragonfly propuesto por APL como la cuarta misión de New Frontiers , un módulo de aterrizaje reubicable diseñado para volar a múltiples sitios en Titán para estudiar la química prebiótica y la habitabilidad potencial. ^{[ 63 ]} APL también administra la sonda solar Parker de la NASA , que el 24 de diciembre de 2024 se convirtió en el objeto hecho por el hombre más cercano al Sol, acercándose a aproximadamente 3,8 millones de millas (6,2 millones de kilómetros) sobre la superficie solar y repitiendo ese récord en 2025. ^{[ 64 ] [ 65 ]} En heliofísica, APL opera la sonda de mapeo y aceleración interestelar (IMAP), lanzada en 2025 para mapear el límite de la heliosfera y estudiar la aceleración de partículas energéticas. ^{[ 66 ] [ 67 ]}

El asteroide 132524 APL fue nombrado en honor a APL después de un sobrevuelo de la nave espacial New Horizons . ^{[ 68 ]}

El condado de Howard ha planeado una extensión del sistema de autobuses BRT Flash del condado de Montgomery hasta el laboratorio para el verano de 2026. ^{[ 80 ]}

39°09′55″N 76°53′50″W / 39.16528°N 76.89722°W / 39.16528; -76.89722