ห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่น

ยุคบุกเบิก (ปี 1936-1938)

จุดกำเนิดของเจพีแอลย้อนไปในช่วงกลางคริสต์ทศวรรษ 1930 ซึ่งนักสร้างจรวดมือสมัครเล่นสองคนคือแจ็ค พาร์สัน (Jack Parsons) และเอ็ดเวิร์ด ฟอร์แมน (Edward S. Forman) จากเมืองลอสแอนเจลิส ทำการทดสอบจรวดทดลองภายในสนามหลังบ้านของพวกเขา จากนั้นในปี 1396 พวกเขาทั้งสองได้มีโอกาสเข้าร่วมงานประชุมวิชาการด้านจรวดของซึ่งจัดขึ้นที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย หนึ่งในมหาวิทยาลัยชั้นนำของสหรัฐ ในเมืองแพซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย และใช้โอกาสนั้นในการขอคำปรึกษาจากศาสตราจารย์ธีโอดอร์ ฟอน คาร์มาน (Theodore von Kármán) ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการการบินกุกเกนไฮม์ (Guggenheim Aeronautical Laboratory, GALCIT) ในขณะนั้น ซึ่งศาสตราจารย์คาร์มานได้แนะนำหนึ่งในลูกศิษย์ของเขาคือแฟรงก์ มาลินา (Frank Malina) เข้ามาคอยให้ความช่วยเหลือ หลังจากนั้นทั้งสามคนได้จัดตั้งกลุ่มนักวิจัยและทดลองด้านจรวดขึ้น โดยได้สมาชิกเพิ่มจากนักศึกษาภายในสถาบันคึออะพอลโล มิลตัน (Apollo Milton) และเฉียน เสียเซิน (Qian Xuesen)
กลุ่มนักวิจัยนี้ได้ทำการสร้างและทดสอบจรวดเชื้อเพลิงเหลว (Liquid-propellant rocket) ครั้งแรกในพื้นที่อาร์รอโยเซโก (Arroyo Seco) ซึ่งอยู่ทางตอนเหนือของลอสแอนเจลิส การทดสอบครั้งแรกนั้นประสบความล้มเหลว เกิดการระเบิดขึ้น แต่ในเวลาถัดมา พวกเขาก็สามารถสร้างเครื่องยนต์จรวดที่สามารถทำงานได้ชั่วขณะหนึ่งในการทดสอบครั้งที่ 4 ในวันที่ 16 มกราคม 1937 ความสำเร็จครั้งนั้นได้สร้างความประทับใจให้กับศาสตราจารย์คาร์แมน ส่งผลให้มีการอนุญาตให้เริ่มการทดสอบเครื่องยนต์จรวดบริเวณภายในมหาวิทยาลัย การทดลองเครื่องยนต์จรวดของพวกเขานั้นทั้งอันตรายและล้มเหลวอยู่บ่อยครั้ง จนหลายคนขนานนามพวกเขาว่า "Suicide Squad" หลังจากเกิดเหตุระเบิดเนื่องมาจากการทดลองถึง 2 ครั้ง ทางมหาวิทยาลัยได้ขอให้มีการย้ายสถานที่ทดสอบไปใช้ที่อื่นแทน เพื่อความปลอดภัยของบุคลากรและนักศึกษา ท้ายสุดทางทีมนักวิจัยจึงตัดสินใจกลับมาทำการทดสอบที่หุบเขาอาร์รอโยเซโกเช่นเดิม ซึ่งในสถานที่แห่งนี้พวกเขาได้ทำการทดสอบเชื้อเพลิงจากส่วนประกอบหลายชนิด และเครื่องยนต์จรวดรูปแบบต่างๆ ถือเป็นจุดเริ่มต้นของห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่นนับแต่นั้น

พัฒนาเครื่องยนต์ไอพ่นสำหรับเครื่องบิน (ปี 1938-1944)

ในปี 1938 ศาสตราจารย์คาร์แมน และแฟรงก์ มาลินา ได้ถูกทาบทามจากวอชิงตันโดยผ่านนายพลเฮนรี่ อาร์โนลด์ (Henry Arnold) ผู้บัญชาการกองทัพอากาศสหรัฐในขณะนั้น เพื่อมาพูดคุยประเด็นการวิจัยเพื่อการทหาร นายพลอาร์โนลด์ทราบถึงการทดลองของทีมวิจัยจากห้องปฏิบัติการการบินกุกเกนไฮม์ รวมทั้งมองเห็นศักยภาพของเครื่องยนต์ไอพ่นต่อทางด้านการทหาร โดยสามารถนำมาประยุกต์ใช้ให้เครื่องบินทิ้งระเบิดสามารถขึ้นบินบนทางวิ่งที่สั้นลงได้ โดยเฉพาะพื้นที่เกาะทางภูมิภาคแปซิฟิกใต้ กองทัพเสนอทุนเพื่อใช้เริ่มงานวิจัยจำนวน 1,000 ดอลลาร์สหรัฐ และได้เพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 10,000 ดอลลาร์สหรัฐในปีต่อมา ศาสตราจารย์คาร์แมนได้เจรจากับสถาบันแคลเทคในการขอเช่าพื้นที่หลายไร่ทางฝั่งตะวันตกของอาร์รอโยเซโกเพื่อใช้การพัฒนาจรวดไอพ่น หรือ จาโตะ (Jet-Assisted Take-Off, JATO) มีการทดสอบเชื้อเพลิงผสมทั้งแบบแข็งและแบบเหลวไปหลายชนิด รวมถึงการทดสอบเครื่องยนต์จรวดหลากหลายรูปแบบ จนถึงเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1941 ทีมนักวิจัยสามารถปรับแต่งเครื่องบินขนาดเล็ก เอียโค เอียคูป (ERCO Ercoupe) ให้สามารถทำการขึ้นบินด้วยจรวดไอพ่นได้สำเร็จเป็นลำแรกที่ฐานทัพอากาศมาร์ช (March Air Reserve Base) รัฐแคลิฟอร์เนีย หลังจากนั้น 6 เดือนต่อมา ศาสตราจารย์คาร์แมนและทีมนักวิจัยได้ร่วมกันจัดตั้งบริษัท แอโรเจ็ต เอ็นจิเนียริ่ง คอร์ปอเรชัน (Aerojet Engineering Corporation) ขึ้นมาเพื่อทำการผลิตจรวดไอพ่นส่งมอบให้กับทางกองทัพ บริษัทเติบโตอย่างรวดเร็วและได้ย้ายที่ทำการไปที่เมืองอาซูซา ซึ่งตั้งอยู่ทางฝั่งตะวันออกของเมืองแพซาดีนาไปไม่กี่กิโลเมตร และในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ท่ามกลางสมรภูมิในมหาสมุทรแปซิฟิก ก่อให้เกิดความต้องการของจรวดไอพ่นเป็นจำนวนมาก

ชีวิตในภายหลังของผู้ร่วมก่อตั้งห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่น

เหล่าผู้ร่วมก่อตั้งเจพีแอลได้สิ้นสุดบทบาทจากห้องปฏิบัติการนี้ไปในช่วงระหว่างคริสต์ทศวรรษ 1940 ศาสตราจารย์คาร์แมนได้รับตำแหน่งหัวหน้าคณะกรรมการที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ให้กับกองทัพอากาศสหรัฐในปี 1944 เขาเป็นหนึ่งในบุคคลสำคัญที่สนับสนุนนโยบายการปิดล้อม (containment policy) ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1947 เป้าหมายเพื่อหยุดยั้งการขยายอิทธิพลของสหภาพโซเวียดและต่อต้านการเผยแพร่ลัทธิคอมมิวนิสต์ไปยังพื้นที่ต่างๆ ทั่วโลก คาร์แมนถึงแก่กรรมระหว่างการเดินทางไปพักผ่อนที่ประเทศเยอรมนีในปึ ค.ศ. 1963 
ส่วนแฟรงก์ มาลินา ผู้ซึ่งไม่ปรารถนาให้มีการใช้จรวดเพื่อประโยชน์ทางการทหาร ได้เดินทางออกจากสหรัฐในปี ค.ศ. 1947 และย้ายไปพำนักที่เมืองปารีสเพื่อทำงานให้กับยูเนสโก (UNESCO) ภายหลังเขากลายเป็นศิลปินและผู้สร้างสรรค์งานประติมากรรมแนวจลนศิลป์ (Kinetic Sculpture) แฟรงก์ถึงแก่กรรมในเวลาต่อมาที่ย่าน Boulogne-Billancourt ปี 1981 
แจ็ค พาร์สัน ยังคงทำงานที่ Aerojet ซึ่งก่อตั้งมาจากกลุ่มนักวิจัยสถาบันแคลเทค เขาเข้าเป็นสมาชิกของกลุ่มลัทธิด้านไสยศาสตร์มนต์ดำ การใช้ยาและกิจกรรมทางเพศ พาร์สันทำงานให้แอโรเจ็ตในปี 1942 และลาออก 2 ปีหลังจากนั้น ภายหลังได้ทำงานในบริษัทผู้ผลิตอากาศยานและวัตถุระเบิด และในปี 1952 ได้ตัดสินใจเดินทางออกจากเมืองลอสแอนเจลิส และย้ายไปอาศัยในประเทศเม็กซิโก และเสียชีวิตจากอุบัติเหตุระเบิดในโรงรถของเขาเองด้วยวัยเพียง 37 ปี
เฉียน เสียเซิน อดีตลูกศิษย์เชื้อสายจีนของศาสตราจารย์คาร์แมน ซึ่งเป็นกำลังสำคัญในการพัฒนาจรวดลำแรกของเจพีแอล เฉียนเป็นหนึ่งในสามคนที่เขียนรายงานชิ้นแรกเสนอกองทัพให้เริ่มการพัฒนาด้านเทคโนโลยีจรวด ก่อนจะมีการมอบหมายให้เจพีแอลดำเนินการ ด้วยยศพันโทจากการเป็นคณะที่ปรึกษาของกองทัพสหรัฐ เฉียนได้เข้าร่วมการสอบสวนแวร์นแฮร์ ฟอน เบราน์ นักวิทยาศาสตร์ที่แปรพักต์มาจากนาซีเยอรมันในปี 1945 เวลาต่อมาเกิดลัทธิแม็คคาร์ธี (McCarthyism) ในปี 1950 เฉียนถูกกล่าวหาว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับองค์กรของคอมมิวนิสต์ในสหรัฐตั้งแต่ปี 1938 แต่เขาให้การปฏิเสธ อย่างไรก็ตามสิทธิการเข้าข้อมูลในกองทัพของเขากลับถูกเพิกถอน เฉียนจึงจ้องการที่จะเดินทางกลับประเทศจีนซึ่งเป็นประเทศบ้านเกิด แต่ทางการสหรัฐไม่อยากให้ข้อมูลเกี่ยวกับขีปนาวุธรั่วไหลไปยังประเทศจีน เขาถูกสั่งให้กักบริเวณจากข้อหาหลบหนีออกนอกประเทศโดยไม่ผ่านการยินยอมจากทางการ ต่อมามีการเจรจาแลกตัวนักโทษระหว่างรัฐบาลสหรัฐและรัฐบาลจีนหลังสิ้นสุดสงครามเกาหลีในปี 1955 ทางการจีนต้องการตัวเฉียนกลับประเทศ เขาเดินทางเข้าฮ่องกงในวันที่ 4 สิงหาคม 1955 และเดินทางเข้าประเทศจีนในวันต่อมา เฉียนเริ่มงานวิจียขีปนาวุธให้รัฐบาลจีนแทบจะทันที จนได้รับการขนานนามว่าเป็นบิดาของโครงการขีปนาวุธของจีน เฉียนก่อตั้งโครงการอวกาศจีนในช่วงทศวรรษที่ 1970 และมีส่วนร่วมในการส่งดาวเทียมหลายดวงของจีน ้เขาได้เข้าพบประธานเหมาเป็นการส่วนตัวหลายครั้ง เฉียนรอดจากช่วงการปฏิวัติทางวัฒนธรรมในปี 1988 และสนับสนุนการประท้วงที่จัตุรัสเทียนอันเหมินในปี 1989 เฉียนถึงแก่กรรมที่กรุงปักกิ่งในปี 2009 ขณะอายุได้ 97 ปี
เอ็ดเวิร์ด เอส ฟาร์แมน เพื่อนและคู่หูของแจ็คพาร์สันสมัยเมื่อยังเป็นนักสร้างจรวดสมัครเล่น เขายังคงทำงานให้ Aerojet มาตังแต่สมัยร่วมก่อตั้งในปี 1942 และต่อมา 3 ปีก็ได้รับตำแหน่งเป็นรองประธานกรรมการและผู้จัดการฝ่ายการผลิต ฟอร์แมนออกจาก Aerojet ในปี 1944 หลังจากขายกิจการให้ General Tire และทำงานในวงการวิศวกรรมช่วงหลายปีให้หลัง ต่อมาในปี 1949 ได้ย้ายไปพำนักที่เมืองทูซอน รัฐแอริโซนาเพื่อทำงานให้กับ Hughes Aircraft จากนั้นได้ย้ายไปทำงานกับ Lockheed Missiles and Space Company ในปี 1958 ประจำค่ายทดสอบที่เมืองซานตาครูซ รัฐแคลิฟอร์เนีย และถึงแก่กรรมในปี 1973

ปีแห่งธรณีฟิสิกส์สากล

ช่วงต้นทศวรรษที่ 1950 ทั้งสามเหล่าทัพของกองทัพสหรัฐ (กองทัพอากาศ กองทัพเรือ และกองทัพบก) ต่างทำการพัฒนาขีปนาวุธพิสัยไกลเพื่อใช้ในการทหาร เวลาเดียวกันนั้นกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ได้มีการใช้งานจรวดหยั่งอวกาศ (Sounding rocket) เพื่อทำการสำรวจส่วนบนของชั้นบรรยากาศ หนึ่งในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ เจมส์ แวน อัลเลน (James Van Allen) ซึ่งขณะนั้นดำรงตำแหน่งหัวหน้าสาขาฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยไอโอวา กำลังทำการศึกษาลักษณะเฉพาะของรังสีคอสมิก โดยในปี 1950 ด้วยความช่วยเหลือจากเหล่านักวิทยาศาสตร์ แวน อัลเลนได้ริเริ่มแนวคิดของปีธรณีฟิสิกส์สากล (International Geophysics Year, IGY) วัตถุประสงค์เพื่อใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีที่มีอยู่ เช่น เรดาร์ จรวด และคอมพิวเตอร์ แนวคิดนี้ก่อให้เกิดความร่วมมือกันของนักวิทยาศาสตร์จากทั่วทุกมุมโลกในการศึกษาข้อมูลทางกายภาพของโลก ข้อเสนอนี้ได้รับการสนุบสนุนจากสภาวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศ (International Council for Science, ICSU) ซึ่งเป็นองค์กรความร่วมมือทางด้านงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศ นอกจากนี้สภายังทำหน้าที่ในการประสานงานในช่วงปีแห่งธรณีฟิสิกส์สากล ซึ่งกำหนดไว้ในช่วงปี 1957-1958 เนื่องจากช่วงเวลานี้คาดว่าจะพบพฤติกรรมของดวงอาทิตย์มากที่สุด อย่างไรก็ตาม เมื่อเข้าสู่ช่วงสงครามเย็น ทำให้เกิดการแบ่งฝ่ายระหว่างกลุ่มสหภาพโซเวียดและประเทศจากตะวันตก แต่ภายหลังการเสียชีวิตของโจเซฟ สตาลิน (Joseph Stalin) ในปี 1953 สถานการณ์ตึงเครียดได้เริ่มคลี่คลายลง หลายประเทศจากโลกตะวันออกเริ่มกลับมาให้ความร่วมมืออีกครั้ง ในการนี้เหล่านักวิทยาศาสตร์ได้ตกลงกันที่จะให้เป็นช่วงเวลาสำคัญที่จะทำการปล่อยดาวเทียมเข้าสู่วงโคจรโลกเพื่อทำการเก็บข้อมูลทางวิทยาศาสตร์

ประกาศการปล่อยดาวเทียมสหรัฐดวงแรก (ปี 1954)

ในปี 1954 สองชาติมหาอำนาจของโลก ได้แก่สหรัฐ และสหภาพโซเวียต ต่างประกาศแผนการปล่อยดาวเทียมเพื่อโคจรรอบโลก ขณะนั้นรูปแบบของดาวเทียมค่อนข้างเก่ามาก ซึ่งเกิดจากองค์ความรู้ทางเทคโนโลยีเพียง 20 ปีให้หลังการพัฒนาจรวด V-2 ของนาซีเยอรมันเท่านั้น โครงการได้รับการรับรองในวันที่ 4 ตุลาคม 1954 จากคณะกรรมการโครงการปีธรณีฟิสิกส์สากล ซึ่งเกิดจากความร่วมมือระดับนานาชาติ  การปล่อยดาวเทียมของสหรัฐได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการโครงการปีธรณีฟิสิกส์สากลแห่งชาติในวันที่ 18 พฤษภาคม 1955 โดยก่อนหน้านั้นหลายปีมีการออกแบบดาวเทียมแล้วโดย RAND Corporation และหน่วยงานด้านการบินของกองทัพเรือสหรัฐ และมีการประกาศต่อสาธาณชนไปตั้งแต่เมื่อต้นปี 1946 อย่างไรก็ตาม การปล่อยดาวเทียมนั้นต้องการยานนำส่งที่สามารถทำความเร็วได้มากพอ (มากกว่า 7 กิโลเมตรต่อวินาที) ในการรักษาตำแหน่งวงโคจร

การคัดเลือกผู้ทำการปล่อยดาวเทียมสหรัฐ (ปี 1955)

เวลาเดียวกันนั้น วิลเลียม พิกเกอร์ริง (William H. Pickering) วิศวกรชาวนิวซีแลนด์ ซึ่งต่อมากลายเป็นผู้เชี่ยวชาญระบบโทรมาตร (Telemetry) ของเจพีแอล ขณะนั้นดำรงตำแหน่งหัวหน้าโครงการขีปนาวุธ Corporal โดยปฏิบัติงานอยู่ที่ฐานยิงจรวดไวท์แซนด์ (White Sands Launching Site) ได้ทราบว่าแวน อัลเลนได้ใช้จรวด V2 ซึ่งสร้างขึ้นโดยทีมวิศกรของเวอร์เนอร์ ฟอน บราวน์ (Wernher von Braun) ยิงขึ้นท้องฟ้าเพื่อศึกษาส่วนบนของชั้นบรรยากาศ ต่อมาในปี 1954 ทีมของฟอน บราวน์ ซึ่งทำหน้าที่นำทีมเหล่าวิศกรของสำนักงานขีปนาวุธทิ้งตัวสหรัฐ (Army Ballistic Missile Agency) ในรัฐแอละแบมา ได้เสนอกองทัพให้มีการใช้ขีปนาวุธเรดสโตน (PGM-11 Redstone) ซึ่งเป็นจรวดเครื่องยนต์เชื้อเพลิงแข็งที่พวกเขากำลังพัฒนาอยู่ในการส่งดาวเทียมดวงแรกของสหรัฐขึ้นสู่วงโคจร อ้างอิงจากการคำนวณของเขาคาดว่าจะเสร็จสิ้นในเดือนกันยายน 1956 ฟอน บราวน์ เสนอตั้งทีมงานร่วมกับเจพีแอล ในรายงานเรียกโครงการนี้ว่าโครงการออร์บิเตอร์ (Project Orbiter) ขณะที่พิกเกอร์ริงได้แนะนำเสริมว่าขอใช้พื่นที่ชั้นบนในการติดตั้งเครื่องส่งวิทยุซึ่งอยู่ระหว่างการพัฒนาของพวกเขา แวน อัลเลนมองหาการสนับสนุนจากวอชิงตัน แต่ไม่ใช่เพียงกองทัพบกสหรัฐเท่านั้นที่สนใจในการส่งดาวเทียมขึ้นอวกาศ ห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือสหรัฐ (US Naval Research Laboratory) ก็ได้เสนอให้มีการใช้จรวดแวนการ์ด (Vanguard) และจรวดหยั่งอวกาศแอโรบี (Aerobee) ที่สร้างโดยเจพีแอล ขณะที่กองทัพอากาศสหรัฐเสนอให้ใช้ขีปนาวุธข้ามทวีป (Intercontinental Ballistic Missile หรือ ICBM) อย่างไรก็ตามจรวดเหล่านี้ยังอยู่ในขั้นต้นของการพัฒนา ในการนี้ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงกลาโหมสหรัฐได้แต่งตั้งคณะทำงานขึ้นในเดือนกันยายน 1955 เพื่อทำการคัดเลือกหนึ่งจากสามโครงการ คณะกรรมการประกอบด้วยตัวแทนจากผู้เสนอทั้งสาม นำทีมโดย โฮเมอร์ สจ็วต (Homer Stewart) ศาสตราจารย์จากสถาบันแคลเทคและดำรงตำแหน่งหัวหน้าแผนกในเจพีแอล แม้ว่าโครงการออร์บิเตอร์จะประสบความสำเร็จมากที่สุด แต่ท้ายสุดแล้วโครการแวนการ์ดที่เสนอโดยกองทัพเรือสหรัฐก็ชนะไปด้วยคะแนนเสียง 5 ต่อ 2 ตัวเลือกนี้สะท้อนเจตนารมย์ของประธานาธิบดีไอเซนฮาวร์ ที่ไม่ต้องการให้โครงการอวกาศถูกใช้เป็นอาวุธ ไม่กี่วันหลังจากนั้นได้มีประกาศผลการคัดเลือก และทีมงานของฟอน บราวน์ได้ถูกสั่งห้ามในการพยายามส่งดาวเทียมนับจากนั้น

การทดสอบจรวดจูปีเตอร์-C

หลังจากพลาดโครงการปล่อยดาวเทียมของสหรัฐ ไม่นานทางกองทัพบกสหรัฐได้ร้องขอให้เจพีแอลเข้ามาช่วยเหลือในการพัฒนาขีปนาวุธข้ามทวีป ในประเด็นเรื่องความร้อนที่เกิดจากความเร็วในการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศหลายพันองศาเซลเซียส ฟอน บราวน์รับผิดชอบในการทดสอบการใช้ไฟเบอร์กลาสคิดครอบบนส่วนหัวของขีปนาวุธเพื่อป้องกันหัวรบจากความร้อน การทดสอบนี้จะมีการประยุกต์ใช้จรวดจากโครงการออร์บิเตอร์ นอกจากเจพีแอลยังได้ติดตั้งระบบวิทยุเพื่อใช้ในการติดตามขีปนาวุธที่เรียกว่า Microlock การยิงทดสอบครั้งแรกเกิดขึ้นในเดือนกันยายน 1956 มีการบรรจุทรายแทนที่เชื้อเพลิงแข็งในจรวดขั้นสุดท้ายเพื่อป้องกันไม่ให้ค้างบนวงโคจร ผลการทดสอบครั้งแรก จรวดพร้อมสัมภาระสามารถทำลายสถิติความสูงที่ 5,391 กิโลเมตร สองเดือนต่อมา รัฐมนตรีกลาโหมได้ส่งจดหมายมายังกองทัพบก สั่งห้ามไม่ให้มีการทดสอบขีปนาวุธที่ความสูงมากกว่า 320 กิโลเมตร
แม้วาจะมีคำสั่งตรงมาจากรัฐมนตรีกลาโหม แต่นายพลเมดาริส ผู้อำนวยการสำนักงานขีปนาวุธทิ้งตัวกองทัพสหรัฐ (US Army Ballistic Missile Agency, ABMA) และฟอน บราวน์ ได้ประกาศแผนการส่งดาวเทียมถึง 6 ดวง โดยใช้จรวดจูปีเตอร์-C (Jupiter-C) ซึ่งพัฒนามาจากจรวดเรดสโตน ซึ่งโครงการก็ถูกปฏิเสธอีกครั้ง อย่างไรก็ตามกองทัพบกและเจพีแอลยังคงเดินหน้าทำการทดสอบแผงป้องกันความร้อนของหัวรบนิวเคลียร์ในช่วงฤดูร้อนของปี 1957 ซึ่งตรงกับช่วงที่ทางสหภาพโซเวียดได้ประกาศการส่งดาวเทียมในอีกไปกี่เดือนข้างหน้า ขณะนั้นมีการยิงจรวดจูปิเตอร์-C ขึ้นไปแล้ว 3 ลำ ที่เหลือได้ถูกเก็บรักษาไว้ นายพลเมดาริสได้รับทราบมาว่าโครงการแวนการ์ดของกองทัพเรือสหรัฐเริ่มประสบปัญหา เขาจึงสั่งให้มีการเตรียมจรวดจูปิเตอร์-C ทั้งหมด 2 ลำให้พร้อมหากมีการเปลี่ยนแปลงผู้ทำการส่งดาวเทียมของสหรัฐ ทางด้านพิกเกอร์ริงก็เตรียมตัวรับตำแหน่งผู้อำนวยการของเจพีแอลในปี 1954 ไม่นานหลังจากนั้นเขาและประธานผู้บริหารของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียได้ตกลงที่จะกำหนดให้จรวด Sergeant เป็นโครงการสุดท้ายในการพัฒนาจรวดของเจพีแอล ช่วงฤดูร้อนปี 1957 พิกเกอร์ริงร่างข้อเสนอให้เจพีแอลได้สิทธิในการสร้างดาวเทียมสหรัฐดวงแรกที่จะถูกส่งไปกับโครงการแวนการ์ดของกองทัพเรือ ในรายงานระบุว่าดาวเทียมจะติดตั้งเครื่องตรวจจับรังสีคอสมิกซึ่งพัฒนาโดยสถาบันแคลเทค และเครื่องมือวัดอีกชิ้นซึ่งพัฒนาโดยหอดูดาวปาโลมาร์ (Palomar Observatory) แต่ร่างข้อเสนอนั้นก็ไม่ได้มีการสานต่อ 
ความสำเร็จของสหภาพโซเวียดในการส่งดาวเทียมสปุตนิก 1 เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 1957 สร้างความตกตะลึงให้กับสหรัฐเป็นอย่างมาก ฟอน บราวน์และนายพลเมดาริสได้ยื่นข้อเสนอไปยังรัฐมนตรีกลาโหมสหรัฐอีกครั้ง แต่ไม่มีการตอบรับ จนกระทั่งภายหลังการปล่อยดาวเทียมสปุตนิก 2 เมื่อวันที่ 3 พฤศจิกายน ทางเจพีแอลและทีมของฟอน บราวน์ก็ได้รับการอนุญาตจากประธานาธิบดีไอเซนฮาวร์ให้เตรียมการส่งดาวเทียมของสหรัฐ อย่างไรก็ตามโครงการนี้จะสำเร็จได้ หากโครงการแวนการ์ดไม่ประสบความล้มเหลว
เจพีแอลและกองทัพบกตั้งใจที่จะส่งดาวเทียมให้ได้ภายใน 90 วัน ทั้งเจพีแอลและทีมของฟอน บราวน์ต้องทำงานแข่งกับเวลาที่มีน้อยมาก โดยเจพีแอลรับหน้าที่การสร้างดาวเทียม ส่วนทางด้านทีมของฟอน บราวน์จะเตรียมจรวดนำส่งภายใต้ชื่อ ขีปนาวุธ 29 เพื่อความลับทางการทหาร เจพีแอลสร้างสถานีฐานเพื่อใช้ติดตามดาวเทียม และเตรียมห้องสัมภาระสำหรับเก็บดาวเทียมที่จะติดตั้งบนส่วนหัวของจรวด อีกด้าน เจมส์ แวน อัลเลนย้ายไปเมืองแพซาดีนาเพื่อทำการประกอบเครื่องตรวจจับรังสีคอสมิก ดาวเทียมขนาด 8.4 กิโลกรัม ติดตั้งอุปกรณ์วิทยาศาสตร์สำหรับตรวจวัดรังสีคอสมิก และอีกชิ้นสำหรับตรวจจับชิ้นส่วนอุกกาบาต (Micrometeorite) พร้อมแล้วสำหรับการส่งขึ้นวงโคจร แต่การทดสอบจรวดแวนการ์ดในเดือนธันวาคม 1957 กลับประสบความล้มเหลว

ดาวเทียมดวงแรกของสหรัฐ: เอ็กซ์พลอเรอร์ 1

วันที่ 20 ธันวาม 1957 ส่วนแรกของจรวดจูโน-I (Juno I) หรืออดีตจูปิเตอร์-C ได้มาถึงฐานยิงจรวดที่แหลมคะแนเวอรัล ทางด้านดาวเทียมเอ็กซ์พลอเรอร์ 1 (Explorer 1) ก็ประกอบเสร็จสิ้นและผ่านการทดสอบในวันที่ 11 มกราคม 1958 หลังจากนั้นมีการประกอบตัวดาวเทียมเข้ากับจรวดส่วนที่สองที่สร้างโดยเจพีแอล ณ ฐานยิงจรวด 26A มีการซ้อมการยิงจรวดวันที่ 27 มกราคม 1958 ซึ่งผ่านไปได้ด้วยดี หลังจากมีการเลื่อนการยิงจรวดเนื่องด้วยสภาพอากาศหลายวัย ในที่สุด วันที่ 31 มกราคม 1958 จรวดจูโน-I พร้อมดาวเทียมเอ็กพลอเรอร์ 1 ก็ถูกยิงขึ้นสู่อวกาศสำเร็จ และมีการยืนยันการปล่อยดาวเทียมเข้าสู่วงโคจร สร้างความโล่งใจให้กับทีมงานและเจ้าหน้าที่ระดับสูงของสหรัฐ อย่างไรเครื่องมือวัดของแวน อัลเลนกลับส่งผลการวัดรังสีคอสมิกเป็นศูนย์ เมื่อดาวเทียมพ้นจากชั้นบรรยากาศของโลก สร้างความแปลกใจให้กับแวน อัลเลน จนกระทั่งมีการปล่อยดาวเทียมเอ็กพลอเรอร์ 4 ซึ่งนำไปสู่การค้นพบแถบรังสีแวนอัลเลน
หลังจากปล่อยดาวเทียมเอ็กพลอเรอร์ 1 ได้หนึ่งเดือน ด้วยความไม่ประสงค์ให้หน่วยงานทางการทหารเกี่ยวข้องกับภารกิจด้านอวกาศ ประธานาธิบดี ดไวต์ ดี. ไอเซนฮาวร์ จึงประกาศกฎหมายการบินและอวกาศแห่งชาติ (National Aeronautics and Space Act) ในวันที่ 29 กรกฎาคม 1958 เพื่อโอนภารกิจอวกาศมายังภาคพลเรือน นำไปสู่การจัดตั้งองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ หรือนาซา อย่างเป็นทางการ เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม 1958 วัตถุประสงค์เพื่อให้เพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันด้านอวกาศ (space race) กับหน่วยงานอวกาศของสหภาพโซเวียดได้คล่องตัวขึ้น เจพีแอลและทีมงานของฟอน บราวน์ถูกถ่ายโอนมาเป็นส่วนหนึ่งของนาซาในวันที่ 1 ธันวาคม 1958 ปัจจุบันนาซามีพนักงานกว่า 8,000 คนกระจายไปห้องปฏิบัติการทั้งสามแห่ง โดยเจพีแอลเชี่ยวชาญด้านภารกิจการสำรวจดาวเคราะห์ แม้ว่าจะไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยแรงขับเคลื่อนไอพ่นแล้ว แต่ยังคงใช้ชื่อห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่น หรือ เจพีแอล มาจนถึงปัจจุบัน

กำหนดบทบาทใหม่

ในช่วงต้น เจพีแอลประสบปัญหาเรื่องบทบาทในหน่วยงานนาซา เจพีแอลมีประสบการณ์ในการพัฒนาขีปนาวุธของกองทัพมากว่าเกือบ 20 ปี และยังเป็นดำเนินงานโดยสถาบันการศึกษา ขณะที่องค์การนาซาถือเป็นหน่วยงานภาคพลเรือนของรัฐบาลกลางที่เพิ่งก่อตั้งขึ้นใหม่ นาซาและเจพีแอลได้ตกลงร่วมกันที่จะดำเนินภารกิจการสำรวจระบบสุริยะโดยใช้ยานอวกาศไร้คนขับ ซึ่งถือเป็นเรื่องใหม่ของห้องปฏิบัติการนี้ ผู้บริหารของเจพีแอลต้องการที่จะเริ่มภารกิจสำรวจดาวอังคารและดาวศุกร์ทันที ในขณะที่นาซาต้องการส่งยานอวกาศไปสำรวจดวงจันทร์ให้ได้ก่อน นอกจากนี้ เจพีแอลยังประสงค์ที่ให้มีการสร้างยานสำรวจภายในหน่วยงานของตัวเอง ขณะเดียวกันนาซาต้องการให้ทางห้องปฏิบัติการมีการประสานงานกับหน่วยงานภาคเอกชนในอุตสาหกรรมอวกาศด้วย นอกจากนี้ ยังมีความขัดแย้งในการเลือกอุปกรณ์วิทยาศาสตร์เพื่อติดตั้งไปกับยานสำรวจ โดยเจพีแอลอยากดำเนินการเลือกเอง ในขณะที่นาซาอยากให้การตัดสินใจเป็นของนาซาเองมากกว่า
ระหว่างทศวรรษ 1960 พนักงานของเจพีแอลเพิ่มขึ้นจาก 600 คนเป็น 2,500 คน มีการสร้างอาคารทำการขึ้นมาใหม่ ห้องปฏิบัติการได้พัฒนาเทคนิคการคำนวณวิถีโค้งของจรวดโดยใช้แอนะล็อกคอมพิวเตอร์ (Analog Computer) เบื้องหลังคือทีมของหญิงสาวที่เพิ่งจบจากมัธยมปลายเท่านั้น

ภารกิจสำรวจดวงจันทร์

หลังจากการปล่อยดาวเทียมเอ็กซ์พลอเรอร์ 1 เจพีแอลได้พัฒนาดาวเทียมในโครงการเอ็กซ์พลอเรอร์ (Explorer) อีก 4 ดวงด้วยกัน การปล่อยดาวเทียม 2 ดวงประสบความล้มเหลว หลังจากนั้นได้หันมาเดินหน้าโครงการสำรวจดวงจันทร์ โดยการพัฒนายานสำรวจ 2 ลำในโครงการไพโอเนียร์ (Pioneer) ลำแรกคือยานสำรวจไพโอเนียร์ 3 แต่ภารกิจล้มเหลวในการเดินทางไปยังดวงจันทร์ ต่อมาคือยานสำรวจไพโอเนียร์ 4 ซึ่งถูกส่งขึ้นอวกาศในปี 1959 และสามารถทำการบินเฉียดดวงจันทร์ได้สำเร็จ แต่ระยะห่างยังคงมากกว่าที่หวังไว้ ถือว่าภารกิจประสบความสำเร็จมาครึ่งทางเท่านั้น เพื่อให้เป็นไปจามเจตนารมณ์ของนาซา เจพีแอลได้พัฒนายานสำรวจอวกาศในโครงการเรนเจอร์ (Ranger) ซึ่งออกแบบให้ทำการบินเข้าชนพื้นผิวของดวงจันทร์ เพื่อสามารถทำการถ่ายภาพพื้นผิวดวงระยะใกล้ และสามารถส่งกลับมายังโลกได้สำเร็จในปี 1964 จากยานเรนเจอร์ 7 ต่อมาคือยานสำรวจอวกาศในโครงการเซอร์เวเยอร์ (Surveyor) และสามารถทำการลงจอดบนพื้นผิวดวงจันทร์ได้สำเร็จ เพื่อเป็นการเตรียมการสำหรับโครงการอะพอลโล (Apollo) โดยบริษัท Hughes Aircraft Company รับหน้าที่ในการสร้างยานของโครงการเซอร์เวเยอร์ นอกจากนี้ เจพีแอลยังได้เริ่มการออกแบบยานอวกาศในโครงการมาริเนอร์ (Mariner) ซึ่งมีความซับซ้อนมากกว่ายานสำรวจรุ่นก่อนๆ ด้วยมวลที่มากถึง 400 กิโลกรัม เพื่อให้สามารถส่งออกไปยังวงโคจรได้ มีการออกแบบท่อนบน (upper stage) ของจรวดนำส่ง โดยเรียกส่วนนี้ว่าเวการ์ (Vega) โครงการได้รับไฟเขียวให้ดำเนินการ แต่ภายหลังไม่กี่เดือน ทางองค์การนาซาได้เปลี่ยนการตัดสินใจไปใช้จรวดท่อนบนซึ่งพัฒนาโดยกองทัพอากาศทั้งสิ้น 2 ลำ โดยลำแรกคือ RM-81 Agena ซึ่งเพิ่งจะมีการใช้งานในครั้งแรก อีกลำคือ Centaur ซึ่งมีการใช้งานครั้งแรกในปี 1962 ด้านเจพีแอลจึงตัดสินใจที่จะพัฒนายานสำรวจมาริเนอร์ลำแรก ซึ่งจะเดินทางไปยังดาวศุกร์ในปี 1962 และยานสำรวจมาริเนอร์ บี (Mariner B) ซึ่งมีความซับซ้อนมากกว่าเดิม ซึ่งมีการกำหนดให้เดินทางไปดาวอังคารในปี 1964 มีการใช้งานเชื้อเพลิงขับเคลื่อนแบบใหม่ครั้งแรก คือเชื้อเพลิงเหลวซึ่งมีไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวเป็นส่วนประกอบ ซึ่งจะถูกนำมาใช้ในยานสำรวจโครงการมาริเนอร์ แต่เนื่องจากเกิดปัญหาในการพัฒนาท่อนจรวด Centaur ทำให้กองทัพอากาศต้องประกาศเลื่อนการยิงจรวดออกไป ส่งผลให้ยานอวกาศโครงการมาริเนอร์ลำแรกต้องไปใช้จรวดท่อน Agena แทน ซึ่งมีประสิทธิภาพน้อยกว่า

ยานสำรวจอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ลำแรกของสหรัฐ: มาริเนอร์ 2

เพียงอาทิตย์เดียว มีการทบทวนการออกยานมาริเนอร์ เอ (Mariner A) โดยการลดมวลให้เหลือสองในสาม เหล่าวิศกรได้ยืมชิ้นส่วนจากโครงการแรนเจอร์ระหว่างการสร้างยาน ทีมงานมีเวลาทำงานในโครงการนี้ไม่ถึงปี ต้องมีการปรับสมดุลของยานทั้งสามแกน เพื่อให้ระบบควบคุมการเคลื่อนที่แนวโค้งสามารถทำงานได้ตลอดการเดินทางไปยังดาวศุกร์ และเพื่อให้ยานสำรวจสามารถบินเข้าใกล้พื้นผิวมากพอที่จะทำการเก็บข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลังจากได้รับการอนุมัติจากวอชิงตัน แจ็ค เจมส์ (Jack James) ผู้จัดการโครงการมาริเนอร์ได้ตัดสินใจสร้างยานแฝดคือยานมาริเนอร์ 1 (Mariner 1) และยานมาริเนอร์ 2 (Mariner 2) และยานสำรองอีกลำ ขณะนั้นเจพีแอลมีพนักงงานทั้งสิ้น 2,200 คน ซึ่งต้องทำงานพร้อมกันหลายโครงการ พนักงานเจพีแอลกว่า 250 คน ต้องทำงานกับผู้รับเหมารายย่อยกว่า 34 ราย และผู้ผลิตชิ้นส่วนกว่า 1,000 ราย งบประมาณในการสร้างยานมาริเนอร์ 1 และยานมาริเนอร์ 2 สูงถึง 47 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อให้บรรลุตามเป้าหมายในการสำรวจดาวศุกร์ 
ในช่วงทศวรรษ 1950 มีการสันนิษฐานว่าอุณภูมิพื้นผิวของดาวศุกร์จะมากกว่าโลก และยังคงสามารถใช้ชีวิตอยู่ได้ แต่จากการวัดค่าพื้นผิวในช่วงปลายทศวรรษ 1950 เผยให้เห็นว่าชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ไม่มีทั้งออกซิเจนและไอน้ำ นอกจากนี้อุณหภูมิพื้นผิวยังพุ่งสูงกว่า 100 องศาเซลเซียส ประการต่อมาคือการมีอยู่ของลมสุริยะ ซึ่งยูจีน ปาร์คเกอร์ (Eugene Parker) นักดาราศาสตร์จากสถาบันแคลเทค คาดว่าเป็นอนุภาคที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากมีการใช้จรวดนำส่งที่มีกำลังน้อย เบื้องต้นยานสำรวจมาริเนอร์จึงมีน้ำหนักเพียง 202.7 กิโลกรัม และสามารถบรรทุกอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ได้เพียง 11.3 กิโลกรัมเท่านั้น ทำให้มีการตัดอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ที่ไม่จำเป็นออก เหลือเพียงอุปกรณ์ที่ใช้ตรวจจับลมสุริยะเท่านั้น นอกจากนี้ยังไม่มีการติดตั้งกล้องถ่ายภาพลงไปในยานด้วย เนื่องจากยังไม่เห็นความจำเป็น อุปกรณ์ทั้งหมดนี้พัฒนาโดยเจพีแอล โดยไม่มีข้อโต้แย้งจากนาซา อันเนื่องมาจากกรอบเวลาที่จำกัด ยานสำรวจมาริเนอร์ 1 ถูกส่งขึ้นอวกาศในวันที่ 22 กรกฎาคม 1962 โดยจรวด Atlas-Agena แต่ประสบความล้มเหลวเนื่องจากแนวการเคลื่อนที่ของจรวดที่ผิดพลาด ส่งผลให้ยานถูกทำลายไปไม่กี่นาทีหลังการปล่อย 
ภายหลังความล้มเหลวของยานมาริเนอร์ 1 ทางทีมงานตั้งใจที่ส่งยานสำรวจไปยังดาวศุกร์ให้ได้ภายในปีเดียวกัน มีการเร่งการประกอบยานสำรวจมาริเนอร์ 2 เข้ากับจรวดนำส่ง Atlas-Agena ลำที่สองทันที นอกจากนี้ยังมีการแก้ไขปัญหาในซอฟแวร์ของจรวด Atlas อีกด้วย ในตอนแรก มีการเริ่มกระบวนการปล่อยยานในวันที่ 25 สิงหาคม 1962 ในที่สุดยานสำรวจมาริเนอร์ 2 ก็ถูกส่งขึ้นอวกาศในวันที่ 27 สิงหาคม 1962 ที่ฐานยิงจรวดแหลมคะแนเวอรัล เพียงเดือนเดียวหลังการปล่อยยานมาริเนอร์ 1 เท่านั้น ระหว่างการเดินทางออกนอกโลก เกิดปัญหาการกับระบบนำร่องของจรวด Atlas แต่ไม่นานหลังจากนั้นระบบก็กลับมาทำงานปกติราวกับปาฏิหาริย์ หลังจากนั้นภารกิจก็ลุล่วงไปได้ด้วยดี ยานมาริเนอร์ 2 แยกตัวได้สำเร็จ และเดินทางมุ่งหน้าไปยังดาวศุกร์ตามแผน เกิดปัญหาระหว่างการเดินทางอีกครั้งในวันที่ 8 กันยายน ระบบควบคุมการทรงตัวเกิดทำงานผิดพลาด ส่งผลให้อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ปิดการทำงาน แต่ท้ายสุดระบบก็กลับมาทำงานอีกครั้งโดยไม่ทราบสาเหตุ ข้อมูลที่ส่งมาจากยานมาริเนอร์ทำให้มีการประกาศการค้นพบลมสุริยะในวันที่ 10 ตุลาคม ปีเดียวกัน ซึ่งข้อมูลที่ได้ตรงกับแบบจำลองที่ยูจีนคาดการณ์ไว้ ต่อมาวันที่ 31 ตุลาคม เกิดเหตุขัดข้องกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ของยาน แต่ยานเดินทางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากพอที่จะให้พลังงานไฟฟ้ากับยานด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพียงแผงเดียว ในที่สุดยานก็เดินทางถึงดาวศุกร์และเริ่มการบินเฉียดดาวศุกร์ด้วยระยะใกล้สุด 34,773 กิโลเมตร ในวันที่ 14 ธันวาคม ถือเป็นยานสำรวจอวกาศลำแรกของสหรัฐที่ประสบความสำเร็จ ต่อจากนั้นยานเดินทางต่อไปยังดวงอาทิตย์ ก่อนจะขาดการติดต่อไปในวันที่ 3 มกราคม 1963

ภารกิจสำรวจอวกาศที่สำคัญในช่วงทศวรรษ 1970-1990

ในช่วงทศวรรษที่ 1970 ถึง 1990 เจพีแอลภายใต้นาซาได้พัฒนาความเชี่ยวชาญทางด้านภารกิจระหว่างดาวเคราะห์ที่มีความซับซ้อนสูง เช่น การสำรวจดาวอังคารของโครงการไวกิ้ง (Viking) โดยการทำงานร่วมกับศูนย์วิจัยแลงลีย์ (Langley Research Center); ภารกิจยานสำรวจกาลิเลโอ (Galileo) ในการสำรวจดาวพฤหัสบดี; ภารกิจกัสซีนี–เฮยเคินส์ (Cassini–Huygens) เพื่อการสำรวจดาวเสาร์ โดยความร่วมมือกับองค์การอวกาศยุโรป (European Space Agency, ESA) และ องค์การอวกาศอิตาลี (Agenzia Spaziale Italiana, ASI) ภารกิจเหล่านี้ได้เปลี่ยนมุมมองในระบบสุริยะของมนุษยชาติ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุรายละเอียดของเหล่าดาวเคราะห์และเหล่าดาวบริวารได้มากขึ้น

การดำเนินงาน

ภายในองค์การนาซา ห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่น และศูนย์การบินอวกาศก็อดเดิร์ด (Goddard Space Flight Center, GSFC) เป็นสองหน่วยงานที่รับผิดชอบการดำเนินงานภารกิจยานสำรวจอวกาศแบบไร้คนขับทั้งหมดของนาซา โดยหน่วยงานที่เหลือจะเน้นภารกิจการสำรวจอวกาศแบบใช้คนขับ เช่น ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชล (Marshall Space Flight Center, MSFC), ศูนย์อวกาศจอห์นสัน (Johnson Space Center, JSC), ศูนย์อวกาศเคนเนดี (Kennedy Space Center, KSC) หรือหน่วยงานวิจัยการบินอวกาศ เช่น ศูนย์วิจัยแลงลีย์ (Langley Research Center, LaRC), ศูนย์วิจัยการบินอาร์มสตรอง (Armstrong Flight Research Center, AFRC), ศูนย์วิจัยเอมส์ (Ames Research Center, ARC) และศูนย์วิจัยเกลนน์ (Glenn Research Center)
ห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่นดูแลภารกิจการสำรวจอวกาศกว่า 25 ภารกิจ ซึ่งหนึ่งในสามอยู่ระหว่างการพัฒนา งบประมาณที่ใช้ในโครงการมีตั้งแต่ 10 ล้านไปจนถึง 3 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ยานสำรวจบางลำยังทำงานไปได้อีกหลายทศวรรษ เจพีแอลรู้จักกันดีจากภารกิจยานสำรวจดาวอังคาร แต่แท้จริงแล้วยังมีการทำงานในด้านอื่นๆ อีกมาก ห้องปฏิบัติการมีการพัฒนาการสำรวจทางดาราศาสตร์ การสำรวจทรัพยากรโลก และอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ สำหรับใช้ในยานอวกาศหรืออากาศยานอื่นๆ นอกจากนี้ยังรับผิดชอบการดำเนินงานของสถานีสื่อสารซี่งใช้สำหรับติดต่อกับยานสำรวจอวกาศคือเครือข่ายอวกาศห้วงลึก (Deep Space Network, DSN) ซึ่งมีสถานีฐานกระจายอยู่ทั่วโลก และโครงการค้นหาดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก (Near-Earth Object Observations Program) และยังมีการพัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศอีกด้วย เจพีแอลคอยให้การสนับสนุนด้านเทคนิคแก่ศูนย์วิจัยและพัฒนาเทคโลยีอวกาศอื่นๆ เช่น ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ของมหาวิทยาลัยจอนส์ฮอปกินส์, สถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ (Southwest Research Institute, SwRI), Ball Aerospace & Technologies และแอร์บัส
เจพีแอลนับว่าเป็นส่วนสำคัญในการพัฒนาภารกิจการสำรวจอวกาศในระบบสุริยะโดยใช้ยานสำรวจแบบไร้คนขับ ได้แก่ การสำรวจดาวอังคาร (ยานมาร์สซายน์เอนซ์แล็บบอราทอรี, ยานมาร์เอกซ์พลอเรชันโรเวอร์) การสำรวจดาวเคราะห์ชั้นนอก (ยานกัสซีนี–เฮยเคินส์, ยานกาลิเลโอ) และการสำรวจอุกกาบาตและดาวหาง (ยานดีปอิมแพกต์) อีกทั้งยังมียานสำรวจอวกาศอยู่ระหว่างการพัฒนา เช่น ยานมาร์ส 2020 (Mars 2020), ยานไซคี (Psyche), ยานยูโรปาคลิปเปอร์ (Europa Clipper) เจพีแอลยังได้พัฒนาดาวเทียมสำรวจทรัพยากรโลก (Earth observation satellite) เป้าหมายเพื่อทำการศึกษาวัฏจักรของน้ำ แก๊สในชั้นบรรยากาศ (คาร์บอนไดออกไซด์, โอโซน, ฯลฯ) และพลังงาน (ดาวเทียม GRACE-FO, ดาวเทียมเจสัน-3) ซึ่งเกิดจากความร่วมมือกับหน่วยงานอวกาศอื่นๆ นอกจากนี้ เจพีแอลยังดูแลโครงการกล้องโทรทรรศน์อวกาศเพื่อทำการสังเกตรังสีอินฟราเรด และแสงที่มองเห็นได้ เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ และกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ ที่ทำให้มีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบ นอกจากนี้ยังมีโครงการที่อยู่ระหว่างการพัฒนา ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์อวกาศ WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) และยังมีส่วนช่วยในการพัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศยูคลิด (Euclid) ของยุโรปอีกด้วย
งบประมาณของหน่วยงานทั้งสิ้น 2.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐที่ได้รับในปี 2018 ถูกใช้ไปในโครงการสำรวจดาวอังคาร (ร้อยละ 20), การสำรวจส่วนอื่นของระบบสุริยะ (ร้อยละ 25), ดาราศาสตร์ (ร้อยละ 15), การสำรวจทรัพยากรโลก (ร้อยละ 25) และการดูแลหน่วยงานเครือข่ายอวกาศห้วงลึก หรือ DSN (ร้อยละ 8)

โครงการที่ดำเนินการโดยเจพีแอล

นับถึงสิ้นปี 2018 ห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่นรับผิดชอบโครงการอวกาศ 17 ภารกิจ โดยอยู่ระหว่างการพัฒนา 7 โครงการ (รวมที่มีส่วนร่วมเล็กน้อย 1 โครงการ และร่วมดำเนินการอีก 2 โครงการ) และเครื่องมือวิทยาศาสตร์สำหรับยานสำรวจหรืออากาศยานกว่า 15 รายการ