1935. április: Robert Watson-Watt
Sir Robert Watson-Watt
Sir Robert Watson-Watt
Sok tudós és mérnök járult hozzá a radarrendszerek kifejlesztéséhez, amelyek létfontosságú szerepet játszottak a szövetségesek második világháborús győzelmében. A radar (a rövidítés a Radio Detection And Ranging (rádióérzékelés és távolságmérés) rövidítése) távoli objektumokat, például repülőgépeket vagy hajókat érzékel rádióhullámok impulzusainak küldésével és a visszavert jel mérésével. A radar egyik legnagyobb úttörője Sir Robert Watson-Watt volt, aki kifejlesztette az első gyakorlati radarrendszert, amely segített a britek védelmében a második világháborúban.
A radarrendszerekhez szükséges alapelveket az 1880-as években állapították meg, amikor Heinrich Hertz német fizikus először állított elő és továbbított rádióhullámokat laboratóriumán keresztül. Felfedezte, hogy a láthatatlan hullámok az elektromágneses sugárzás egyik formája, és észrevette, hogy egyes anyagok továbbítják, míg mások visszaverik a rádióhullámokat.
A rádióhullámokat gyorsan hasznosítani kezdték. 1901-ben Guglielmo Marconi olasz fizikus küldte át az első vezeték nélküli rádiós kommunikációt az Atlanti-óceánon. 1904-ben Christian Huelsmeyer német mérnök feltalált egy kezdetleges rendszert, amely a rádióhullámok segítségével megakadályozta, hogy ködös napokon hajók és vonatok ütközzenek össze. Az amerikai haditengerészet kutatói szintén felfedezték, hogy a rádióhullámok visszhangjainak segítségével fel tudják fedezni a hajókat, de találmányukat nagyrészt figyelmen kívül hagyták.
A korai radarfelderítő rendszerekkel kapcsolatos munka az 1920-as és 1930-as években folytatódott az Egyesült Államokban és máshol. A technológia értéke azonban Nagy-Britanniában volt a legnyilvánvalóbb, amely különösen sebezhető volt a német légitámadásokkal szemben.
Sir Robert Watson-Watt, a gőzgépek úttörőjének, James Wattnak a leszármazottja 1892 áprilisában született a skóciai Brechinben. A dundee-i University College-ban szerzett diplomát 1912-ben, majd William Peddie professzor asszisztenseként dolgozott, aki ösztönözte a rádióhullámok iránti rajongását.
1915-ben Watson-Watt remélte, hogy a Hadügyminisztériumban dolgozhat, de ott nem volt megfelelő kommunikációs állás, így a Meteorológiai Hivatalhoz került. A zivatarok észlelésére szolgáló rendszerek fejlesztésével bízták meg. A villámok ionizálják a levegőt, és rádiójelet generálnak, amelyet Watson-Watt képes volt érzékelni, hogy feltérképezze a zivatarok helyzetét.
Vélhetően azon pletykák hatására, hogy a németek “halálsugarat” gyártottak, 1934-ben a Légügyi Minisztérium felkérte Watson-Wattet, hogy vizsgálja meg ezt a lehetőséget. A légügyi minisztérium már 1000 fontot ajánlott fel annak, aki be tud mutatni egy olyan sugarat, amely képes megölni egy birkát 100 méter távolságból. Watson-Watt arra a következtetésre jutott, hogy egy ilyen eszköz nagyon valószínűtlen, de írt egy feljegyzést, amelyben közölte, hogy figyelmét “a rádió-felderítés nehéz, de kevésbé ígéretes problémája felé fordította, szemben a rádió-megsemmisítéssel”. Watson-Watt és asszisztense végzett néhány számítást, és alkalmazott néhány olyan technikát, amelyet a légköri munkájában is alkalmazott.
1935 februárjában Watson-Watt bemutatta egy légügyi minisztériumi bizottságnak az első gyakorlati rádiós rendszert a repülőgépek észlelésére. A Légügyi Minisztérium le volt nyűgözve, és áprilisban Watson-Watt szabadalmat kapott a rendszerre, valamint támogatást a további fejlesztéshez. Hamarosan Watson-Watt impulzusos rádióhullámokkal akár 80 mérföldes távolságból is észlelte a repülőgépeket.
Röviddel a második világháború kitörése előtt a britek Watson-Watt tervei alapján radarállomások hálózatát építették ki Anglia partjai mentén. Ezek a Chain Home néven ismert állomások sikeresen riasztották a Királyi Légierőt a közeledő ellenséges bombázókról, és segítettek megvédeni Nagy-Britanniát a német Luftwaffe ellen az angliai csatában.
Chain home radarállomás
A Chain Home rendszer meglehetősen jól működött, de hatalmas antennákat igényelt, és hosszú hullámhosszakat használt, ami korlátozta az ellenséges repülőgépek pontos bemérésének képességét. Nappal a vadászpilóták láthatták az ellenséges bombázókat. A németek azonban hamarosan éjszakai bombázásokba kezdtek, ezért ahhoz, hogy a vadászpilóták éjszaka is könnyebben megtalálhassák az ellenséges repülőgépeket, a briteknek egy rövidebb hullámhosszú radarrendszerre volt szükségük, amely elég kompakt ahhoz, hogy a repülőgépekbe szereljék.
Ez akkor vált lehetővé, amikor Harry Boot és John Randall brit mérnökök 1940 elején feltalálták az üregmágnesront. A magnetron körülbelül 400 száz watt teljesítményt termelt körülbelül 10 centiméteres hullámhosszon, ami elég volt ahhoz, hogy sok mérföldre lévő repülőgépek visszhangját produkálja.
Britannia nem rendelkezett a magnetron tömeggyártásához szükséges nagyüzemi gyártási kapacitással, ezért 1940-ben egy Henry Tizard által vezetett misszió titokban az Egyesült Államokba vitte a magnetront, és meggyőzte az USA-t, hogy segítsen az eszköz kifejlesztésében és gyártásában. Létrehozták az MIT Sugárzási Laboratóriumot, amely gyorsan az egyik legnagyobb háborús projekt lett, és mintegy 4000 embert foglalkoztatott. Az ottani kutatók és munkások elkészítették a magnetron tömeggyártású változatait, és mintegy 100 különböző radarrendszert fejlesztettek ki.
Németország és Japán is feltalálta saját radarrendszerét, de ezek általában kevésbé voltak hatékonyak, és a szövetségesek radaros fölényének tulajdonítják néha a második világháborús győzelmet.
A háború után a radartechnológiának számos békés felhasználási módját találták meg. Ma a légiforgalmi irányítás a radartól függ, hogy megakadályozza a kereskedelmi repülőgépek összeütközését. A radar nélkülözhetetlen az időjárás követéséhez. Az üreges magnetront ma már az ételek mikrohullámú sütőkben történő főzésére használják. A rendőrség radarberendezései pedig számos autós gyorshajtáson kaptak már rajta, köztük állítólag maga Sir Watson-Watt is.