Aprilie, 1935: Brevet britanic pentru un sistem radar pentru apărare aeriană acordat lui Robert Watson-Watt
Sir Robert Watson-Watt
Mulți oameni de știință și ingineri au contribuit la dezvoltarea sistemelor radar, care au jucat un rol vital în victoria Aliaților în cel de-al Doilea Război Mondial. Radarul (acronimul înseamnă Radio Detection And Ranging), detectează obiectele îndepărtate, cum ar fi avioanele sau navele, prin trimiterea de impulsuri de unde radio și măsurarea semnalului reflectat. Unul dintre cei mai mari pionieri ai radarului a fost Sir Robert Watson-Watt, care a dezvoltat primul sistem radar practic care a ajutat la apărarea britanicilor în cel de-al Doilea Război Mondial.
Principiile de bază necesare pentru sistemele radar au fost stabilite în anii 1880, când fizicianul german Heinrich Hertz a produs și transmis pentru prima dată unde radio prin laboratorul său. El a descoperit că undele invizibile erau o formă de radiație electromagnetică și a observat că unele materiale transmit undele radio, în timp ce altele le reflectă.
Undele radio au fost rapid puse în aplicare. În 1901, fizicianul italian Guglielmo Marconi a trimis prima comunicare radio fără fir peste Oceanul Atlantic. În 1904, inginerul german Christian Huelsmeyer a inventat un sistem rudimentar care folosea undele radio pentru a împiedica ciocnirea bărcilor și a trenurilor în zilele cu ceață. Cercetătorii marinei americane au descoperit, de asemenea, că puteau detecta navele cu ajutorul ecourilor undelor radio, dar invenția lor a fost în mare parte ignorată.
În anii 1920 și 1930, în Statele Unite și în alte părți, au continuat unele lucrări privind primele sisteme de detectare radar. Dar valoarea tehnologiei a fost cea mai evidentă în Marea Britanie, care era deosebit de vulnerabilă la atacurile aeriene germane.
Sir Robert Watson-Watt, un descendent al pionierului motoarelor cu aburi James Watt, s-a născut în Brechin, Scoția, în aprilie 1892. A absolvit University College, Dundee, în 1912 și apoi a lucrat ca asistent pentru profesorul William Peddie, care i-a încurajat fascinația pentru undele radio.
În 1915, Watson-Watt spera să meargă să lucreze pentru Oficiul de Război, dar acolo nu era disponibil niciun post potrivit în domeniul comunicațiilor, așa că s-a alăturat Oficiului Meteorologic. A fost pus să lucreze la dezvoltarea unor sisteme de detectare a furtunilor. Fulgerele ionizează aerul și generează un semnal radio, pe care Watson-Watt îl putea detecta pentru a cartografia pozițiile furtunilor.
Posibil determinat de zvonurile conform cărora germanii ar fi produs o „rază a morții”, în 1934, Ministerul Aerului i-a cerut lui Watson-Watt să investigheze o astfel de posibilitate. Ministerul Aerului oferise deja 1.000 de lire sterline oricui putea demonstra o rază care putea ucide o oaie la 100 de metri distanță. Watson-Watt a ajuns la concluzia că un astfel de dispozitiv era foarte puțin probabil, dar a scris o notă în care spunea că și-a îndreptat atenția către „problema dificilă, dar mai puțin promițătoare, a radiodetecției, spre deosebire de radiodistrugere”. Watson-Watt și asistentul său au făcut câteva calcule și au aplicat unele dintre aceleași tehnici pe care le folosise în activitatea sa atmosferică.
În februarie 1935, Watson-Watt a demonstrat în fața unui comitet al Ministerului Aerului primul sistem radio practic de detectare a aeronavelor. Ministerul Aerului a fost impresionat, iar în aprilie Watson-Watt a primit un brevet pentru acest sistem și finanțare pentru dezvoltarea ulterioară. În scurt timp, Watson-Watt folosea unde radio pulsate pentru a detecta avioanele la o distanță de până la 80 de mile.
Cu puțin timp înainte de începerea celui de-al Doilea Război Mondial, britanicii au construit o rețea de stații radar de-a lungul coastei Angliei folosind proiectul lui Watson-Watts. Aceste stații, cunoscute sub numele de Chain Home, au alertat cu succes Royal Air Force asupra bombardierelor inamice care se apropiau și au ajutat la apărarea Marii Britanii împotriva Luftwaffe-ului german în Bătălia Angliei.
Stația radar Chain Home
Sistemul Chain Home a funcționat destul de bine, dar a necesitat antene uriașe și a folosit lungimi de undă mari care au limitat capacitatea de a localiza cu precizie avioanele inamice. În timpul zilei, piloții de vânătoare puteau vedea bombardierele inamice. Dar, în curând, germanii au început misiunile de bombardament pe timp de noapte, așa că, pentru a-i ajuta pe piloții de vânătoare să localizeze avioanele inamice pe timp de noapte, britanicii aveau nevoie de un sistem radar cu lungimi de undă mai scurte, care să fie suficient de compact pentru a fi instalat în avioane.
Acest lucru a devenit posibil atunci când inginerii britanici Harry Boot și John Randall au inventat magnetronul cu cavitate la începutul anului 1940. Magnetronul a generat aproximativ 400 de sute de wați de putere la lungimi de undă de aproximativ 10 centimetri, suficient pentru a produce ecouri de la avioane aflate la mulți kilometri distanță.
Britania nu avea capacitatea de producție la scară largă pentru a produce magnetronul în masă, așa că, în 1940, o misiune condusă de Henry Tizard a adus în secret magnetronul în Statele Unite și a convins SUA să ajute la dezvoltarea și producerea dispozitivului. A fost înființat Laboratorul de radiații al MIT, care a devenit rapid unul dintre cele mai mari proiecte din timpul războiului, angajând aproximativ 4000 de persoane. Cercetătorii și lucrătorii de acolo au realizat versiuni de producție în masă ale magnetronului și au dezvoltat aproximativ 100 de sisteme radar diferite.
Germania și Japonia au inventat, de asemenea, propriile sisteme radar, dar acestea au fost în general mai puțin eficiente, iar superioritatea radar a Aliaților este uneori creditată cu victoria în cel de-al Doilea Război Mondial.
După război, s-au găsit multe utilizări pașnice pentru tehnologia radar. Astăzi, controlul traficului aerian depinde de radar pentru a împiedica coliziunea avioanelor comerciale. Radarul este esențial pentru urmărirea vremii. Magnetronul cu cavitate este folosit acum pentru a găti alimente în cuptoarele cu microunde. Și mulți automobiliști au fost prinși conducând cu viteză excesivă de către pistoalele radar ale poliției, inclusiv, se pare, Sir Watson-Watt însuși.