Jak Rad Lab z MIT zachránila den D

Ale strašlivé evropské počasí – zataženo a bouřky, zvláště v pozdních podzimních, zimních a časných jarních měsících – způsobilo, že všechna ta palebná síla byla prakticky zbytečná. Do konce roku 1943, kdy do dne D zbývaly jen měsíce, měli spojenci v průměru pouze sedm dokončených bombardovacích misí za měsíc; 70 % až 80 % ročních plánovaných misí bylo vyčištěno nebo staženo kvůli počasí. I kdyby byl pumový zaměřovač Norden skutečně schopen hodit bombu do sudu s okurkou – George Valley si to nemyslel – bylo to k ničemu, pokud bombardér neviděl cíl přes oblačnost.

Vědci

V roce 1904 německý fyzik Christian Hülsmeyer prokázal, že rádiové vlny lze použít k detekci lodí. Během třicátých let minulého století vědci v Anglii, Americe, Německu a dalších technologicky vyspělých zemích pracovali na použití odražených rádiových vln k detekci a měření vzdálenosti a směru objektů, které nebylo možné vidět kvůli tmě, mrakům, srážkám, mlze. , nebo vzdálenost. Nakonec se tato nová technologie stala známou jako radar, což je zkratka pro „rádiový směr a dosah“.

V roce 1940 byl radar ještě v plenkách. Odrazy rádiových vln odrážející se od velkých objektů poskytovaly jen málo podrobností o povaze objektu a malé objekty nebylo možné detekovat vůbec. A co víc, antény potřebné k vysílání nízkofrekvenčních přenosů hledajících přítomnost těchto objektů byly příliš velké pro mobilní nasazení. Navzdory těmto omezením byl radar účinný pro obranné účely. Anglie v očekávání války instalovala na svém pobřeží řetězec radarových stanic, které měly detekovat přilétající německé bombardéry a poskytovat vektorové souřadnice stíhacím letounům, aby je mohly zachytit.

Radarové vědci pochopili, že vysílání vysokofrekvenčních rádiových vln jim umožní „vidět“ více detailů v návratech signálu, detekovat menší cíle a zmenšit velikost antén pro mobilní použití. Neexistovalo však žádné zařízení, které by dokázalo vysílat vysokofrekvenční rádiové vlny s dostatečným výkonem k detekci objektů na velké vzdálenosti.

Když Británie ve třicátých letech minulého století sledovala, jak nacistické Německo obnovuje svou vojenskou sílu, byli britští vědci vyzváni, aby pokročili v technologii rádiových vln pro komunikaci a detekci radarů. Dva měsíce poté, co Německo napadlo Polsko v září 1939, fyzici John Randall a Harry Boot, pracující na univerzitě v Birminghamu, načrtli nový koncept vysílače rádiových vln. (Později vyšlo najevo, že vědci z Ruska, Francie a Japonska přišli s podobnými nápady, ale nerozvinuli je.) Randallovi a Bootovi trvalo čtyři měsíce, než vyžebrali, půjčili si a ukradli součásti a vybavení potřebné pro test. Když konečně zapnuli něco, co vypadalo jako krysí hnízdo drátů, elektronických součástek, transformátorů, elektromagnetů, vakuových pump a měřicích zařízení, zjistili, že jejich magnetron s rezonanční dutinou generuje tisíckrát více vysokofrekvenčního výkonu než jakýkoli známý rádiový vysílač.

V té době mohly rádiové elektronky, jako je populární Klystron, generovat na mikrovlnných frekvencích nejvýše 20 wattů energie – jen tolik, aby detekovaly objekty, které byly relativně blízko. Mikrovlnný radarový systém MIT zřízený ve střešní laboratoři před válkou dokázal detekovat blízká letadla a sledovat pohyb automobilů na druhé straně řeky Charles, ale jeho dosah byl pro vojenské aplikace příliš omezený.

Dutinový magnetron by učinil radar přenosným: Radarové systémy by mohly být navrženy s použitím dostatečně malých antén, aby mohly být instalovány v lodích, kamionech a letadlech.

Magnetron s rezonanční dutinou Randalla a Boota však mohl generovat vysokofrekvenční rádiové vlny na výkonových úrovních o tři řády větší než Klystron – a vysokofrekvenční radarové systémy s výkonnějšími signály by detekovaly menší objekty s většími detaily na mnohem větší vzdálenosti.

A co víc, zvýšením frekvence radarového vysílání z 30 megahertzů na 3000 Randall a Boot zkrátili vlnovou délku signálu z 10 metrů na 10 centimetrů. Uvědomili si, že jejich nové zařízení by mohlo umožnit vývoj radarových systémů, které by mohly počítat přibližující se bombardovací letadla nebo detekovat ponorku vynořenou na hladině i na velkou vzdálenost – a to s mnohem menšími vysílacími anténami.