Aprile, 1935: Brevetto britannico per un sistema radar per la difesa aerea concesso a Robert Watson-Watt
Sir Robert Watson-Watt
Molti scienziati e ingegneri hanno contribuito allo sviluppo dei sistemi radar, che hanno giocato un ruolo vitale nella vittoria alleata nella seconda guerra mondiale. Il radar (l’acronimo sta per Radio Detection And Ranging), rileva oggetti lontani come aerei o navi inviando impulsi di onde radio e misurando il segnale riflesso. Uno dei più grandi pionieri del radar fu Sir Robert Watson-Watt, che sviluppò il primo sistema radar pratico che aiutò a difendere gli inglesi nella seconda guerra mondiale.
I principi di base necessari per i sistemi radar furono stabiliti negli anni 1880, quando il fisico tedesco Heinrich Hertz produsse e trasmise per la prima volta onde radio nel suo laboratorio. Scoprì che le onde invisibili erano una forma di radiazione elettromagnetica, e notò che alcuni materiali trasmettono le onde radio mentre altri le riflettono.
Le onde radio furono rapidamente messe in uso. Nel 1901, il fisico italiano Guglielmo Marconi inviò la prima comunicazione radio senza fili attraverso l’Oceano Atlantico. Nel 1904 l’ingegnere tedesco Christian Huelsmeyer inventò un rozzo sistema che utilizzava le onde radio per evitare che barche e treni si scontrassero nei giorni di nebbia. Anche i ricercatori della marina statunitense scoprirono di poter rilevare le navi usando gli echi delle onde radio, ma la loro invenzione fu largamente ignorata.
Alcuni lavori sui primi sistemi di rilevamento radar continuarono durante gli anni ’20 e ’30 negli Stati Uniti e altrove. Ma il valore della tecnologia era più evidente in Gran Bretagna, che era particolarmente vulnerabile agli attacchi aerei tedeschi.
Sir Robert Watson-Watt, un discendente del pioniere dei motori a vapore James Watt, era nato a Brechin, in Scozia, nell’aprile 1892. Si laureò all’University College di Dundee nel 1912 e poi lavorò come assistente del professor William Peddie, che incoraggiò la sua passione per le onde radio.
Nel 1915, Watson-Watt sperava di andare a lavorare per il War Office, ma non c’era nessuna posizione adatta nelle comunicazioni, così si unì al Meteorological Office. Fu messo a lavorare allo sviluppo di sistemi per rilevare i temporali. I fulmini ionizzano l’aria e generano un segnale radio, che Watson-Watt poteva rilevare per mappare le posizioni dei temporali.
Possibilmente spinto dalle voci che i tedeschi avevano prodotto un “raggio della morte”, nel 1934 l’Air Ministry chiese a Watson-Watt di indagare su tale possibilità. Il Ministero dell’Aria aveva già offerto 1000 sterline a chiunque potesse dimostrare un raggio in grado di uccidere una pecora a 100 metri di distanza. Watson-Watt concluse che un tale dispositivo era altamente improbabile, ma scrisse una nota dicendo che aveva rivolto la sua attenzione al “difficile, ma meno promettente, problema della radio-rilevazione in opposizione alla radio-distruzione”. Watson-Watt e il suo assistente fecero alcuni calcoli e applicarono alcune delle stesse tecniche che aveva usato nel suo lavoro sull’atmosfera.
Nel febbraio 1935 Watson-Watt dimostrò ad un comitato del Ministero dell’Aria il primo sistema radio pratico per il rilevamento degli aerei. L’Air Ministry rimase impressionato, e in aprile Watson-Watt ricevette un brevetto per il sistema e un finanziamento per ulteriori sviluppi. Presto Watson-Watt stava usando onde radio pulsate per rilevare aerei fino a 80 miglia di distanza.
Poco prima dell’inizio della seconda guerra mondiale, gli inglesi costruirono una rete di stazioni radar lungo la costa dell’Inghilterra usando il progetto di Watson-Watts. Queste stazioni, conosciute come Chain Home, avvisarono con successo la Royal Air Force dell’avvicinarsi di bombardieri nemici e aiutarono a difendere la Gran Bretagna contro la Luftwaffe tedesca nella battaglia d’Inghilterra.
Stazione radar Chain Home
Il sistema Chain Home funzionava abbastanza bene, ma richiedeva antenne enormi e utilizzava lunghezze d’onda che limitavano la capacità di individuare con precisione gli aerei nemici. Durante il giorno, i piloti da caccia potevano vedere i bombardieri nemici. Ma presto i tedeschi iniziarono le missioni di bombardamento notturne, quindi per aiutare i piloti da caccia a localizzare gli aerei nemici di notte, gli inglesi avevano bisogno di un sistema radar a lunghezza d’onda più corta che fosse abbastanza compatto da essere installato sugli aerei. Il magnetron generava circa 400 watt di potenza a lunghezze d’onda di circa 10 centimetri, abbastanza per produrre echi da aerei a molte miglia di distanza.
La Gran Bretagna non aveva la capacità produttiva su larga scala per produrre in massa il magnetron, così nel 1940 una missione guidata da Henry Tizard portò segretamente il magnetron negli Stati Uniti e convinse gli USA ad aiutare a sviluppare e produrre il dispositivo. Il MIT Radiation Laboratory, fu istituito e divenne rapidamente uno dei più grandi progetti di guerra, impiegando circa 4000 persone. I ricercatori e gli operai lì realizzarono versioni di produzione di massa del magnetron e svilupparono circa 100 diversi sistemi radar.
Anche la Germania e il Giappone inventarono i loro sistemi radar, ma questi erano in generale meno efficaci, e la superiorità radar degli Alleati è talvolta accreditata con la vittoria nella Seconda Guerra Mondiale.
Dopo la guerra, furono trovati molti usi pacifici della tecnologia radar. Oggi il controllo del traffico aereo dipende dal radar per evitare che gli aerei commerciali si scontrino. Il radar è essenziale per seguire il tempo. Il magnetron a cavità è ora usato per cucinare il cibo nei forni a microonde. E molti automobilisti sono stati sorpresi ad accelerare dalle pistole radar della polizia, incluso, secondo quanto riferito, lo stesso Sir Watson-Watt.