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Proyecto Diana
Astronomía por radar
Secreto
Teniente coronel del ejército estadounidense John H. DeWitt, Jr.
1946
Las señales de radio se reflejan desde la luna y se reciben las señales reflejadas.
En la década de 1940, investigadores de Estados Unidos y Hungría hicieron rebotar ondas de radar en la Luna por primera vez, y otros realizaron el primer estudio sistemático de meteoros con radar. Estos experimentos constituyeron la exploración inicial del sistema solar con radar. Para comprender los inicios de la astronomía por radar, primero es necesario examinar los orígenes del radar en la radio, el papel decisivo de la investigación ionosférica y el rápido desarrollo de la tecnología de radar desencadenado por la Segunda Guerra Mundial.
Ya el 20 de junio de 1922, en una reunión conjunta de la Sociedad de Ingenieros Eléctricos y la Sociedad de Ingenieros de Radio en Nueva York, el pionero de la radio Guillermo Marconi propuso el uso de ondas de radio para detectar barcos. Como demostró Hertz por primera vez, las ondas eléctricas pueden reflejarse completamente en los conductores. En algunas de mis pruebas, noté el efecto que tenían los objetos metálicos a kilómetros de distancia sobre la reflexión y desviación de estas ondas.
Debería ser posible idear un dispositivo que permitiera a un barco emitir o proyectar un haz divergente de estos rayos en cualquier dirección deseada. Si estos rayos encuentran un objeto metálico (como otro barco o embarcación), se reflejan de regreso al receptor, que filtra el transmisor local en el barco emisor, mostrando instantáneamente que el otro barco está en una densa niebla o presencia y orientación en clima denso. Otra ventaja de esta disposición es que puede advertir de la presencia y el rumbo de un barco incluso si los barcos no están equipados con ningún tipo de radio.
En septiembre de 1939, Alemania invadió Polonia (Operación "Ganso Enlatado": la operación de "bandera falsa" más confiable de los "serios" arios de la Segunda Guerra Mundial estaba en curso, y Japón, Francia, Italia, y Alemania, el Reino Unido, Hungría, Rusia, los Países Bajos, Canadá y los Estados Unidos pueden utilizar la radio para detectar y medir el estado técnico del posicionamiento. El radar no se inventó, sino que se desarrolló desde el laboratorio hasta la fábrica, y fue la mejora continua y el perfeccionamiento de la tecnología de radio. La llegada del radar se produjo más o menos simultáneamente en Japón, Europa y América del Norte, en lugar de ser el resultado de una investigación radiofónica mundial.
Si bien el radar obtuvo una aceptación abrumadora en la Segunda Guerra Mundial, el historiador Sean S. Soth cree que el auge de los aviones de alto rendimiento y largo alcance a finales de la década de 1930 promoverá el diseño de equipos avanzados de radionavegación, incluidos radar, incluso sin guerra. Sin embargo, lo más importante es que la investigación ionosférica condujo al desarrollo del radar en las décadas de 1960 y 1960. Como señaló el historiador Henry Gulak, "el radar fue desarrollado por personas que estaban familiarizadas con la ionosfera. Fue una adaptación militar relativamente simple de una tecnología bien conocida y el desarrollo del radar, que apareció simultáneamente en muchos países diferentes". p>
El estudio de la ionosfera juega un papel importante en la historia del radar y posteriormente de la astronomía radar. La investigación ionosférica fue una habilidad esencial para el radar militar británico y sus primeros investigadores e institutos de investigación de radar. Como veremos, la investigación ionosférica también contribuyó al surgimiento de la astronomía por radar después de la guerra. Un ejemplo de ello es el primer experimento exitoso con un radar en la Luna. El experimento se llevó a cabo utilizando equipos del Cuerpo de Señales en el Laboratorio de Señales Evans del Ejército cerca de Belmar, Nueva Jersey, bajo la dirección del director del laboratorio DeWitt.
John H. Devit nació en Nashville, Tennessee, y estudió en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Vanderbilt durante dos años. Vanderbilt no ofrecía un programa de ingeniería eléctrica, por lo que DeWitt lo abandonó para dedicarse a su interés en la radiodifusión y la radioafición. Después de que se construyó la primera estación de radio en Nashville, en 1929, DeWitt se unió al personal técnico de Bell Telephone Laboratories en Nueva York, donde diseñó transmisores de radio. En 1932, regresó a Nashville y se convirtió en ingeniero jefe de WSM Radio. DeWitt estaba interesado en el "ruido cósmico" descubierto por Karl Jansky. Construyó un radiotelescopio para buscar señales de radio de la Vía Láctea.
En 1940, Dewit intentó estudiar la atmósfera terrestre reflejando señales de radio procedentes de la Luna. Escribió en su cuaderno: "Se me ocurrió que sería posible reflejar ondas ultracortas de la Luna. Si esto se pudiera hacer, se abrirían enormes posibilidades para estudiar la atmósfera superior. Hasta donde yo sé, nadie Aún no se han lanzado ondas desde la Tierra y se mide su retorno por toda la atmósfera terrestre.
”
En la tarde del 20 de mayo, DeWitt intentó utilizar el receptor y el transmisor de 80 W configurados para la estación de radio WSM para reflejar ondas de radio de 138 MHz (2 m) en la luna, pero el receptor no era lo suficientemente sensible. , fracasó en 1942, después de unirse al personal del Laboratorio Telefónico Whipanibel en Nueva Jersey para diseñar antenas de radar para la Armada, DeWitt fue designado para el Experimento de Señales de Evans que planeaba construir un gran transmisor y receptor en un laboratorio. Camp Evans en Wall Township, Nueva Jersey (parte de Fort Monmouth). El transmisor es una unidad de radar SCR-271 de la Segunda Guerra Mundial altamente modificada que ofrece 3000 vatios de potencia a 111,5 MHz, que es una mitad de 8 × 8. -Par de ondas. El conjunto de polos consta de una antena reflectora de "resorte". La señal reflejada se recibe después de aproximadamente 2,5 segundos y el receptor compensa la señal reflejada modulada por Doppler. La antena solo puede girar en azimut, por lo que solo cambia cuando. la luna sale y se pone. El intento sólo se puede realizar cuando la luna pasa a través de un haz con un ancho de 15 grados y el ángulo de elevación de la antena es horizontal. La luna será observada durante unos 40 minutos cada vez que pase. cada lóbulo del patrón de antena. /p>
El 10 de agosto de 1945, el día después de que Estados Unidos lanzara la segunda bomba atómica sobre Japón, las hostilidades militares entre los dos países cesaron de inmediato y las operaciones. Comenzó a planificar su "proyecto favorito". Las ondas de radio reflejadas en la luna. Llamó al proyecto "Diana" en honor a la diosa romana de la luna. En septiembre de 1945, DeWitt reunió a su equipo: Harold D. Weber. , Herbert P. Kaufman, E. Kim Stodola y Jack Moffinson, Ph.D., del Grupo de Investigación Teórica del Laboratorio, calcularon la reflectividad lunar, la antena y el diseño mecánico. También contribuyeron los miembros del grupo, grupos de investigación y otros grupos de laboratorio.
Nadie intentó diseñar los componentes principales específicamente para el experimento. La selección de receptores, transmisores y antenas se basó en equipos existentes, incluidas las radios que diseñó receptores y transmisores especiales controlados por cristales. Para el Signal Corps, el control de cristal proporcionó estabilidad de frecuencia y el equipo proporcionó la potencia y el ancho de banda necesarios para permitir las velocidades relativas de la Tierra y la Luna. La señal del eco era 300 Hz diferente de la señal transmitida, lo que se denomina desplazamiento Doppler. El receptor de banda estrecha permitió sintonizar la frecuencia de radio precisa del eco: "Nos dimos cuenta de que el eco de la luna era muy débil, por lo que tenemos que utilizar un ancho de banda del receptor muy estrecho para reducir el ruido térmico a un nivel tolerable. ... Tenemos que ajustar la frecuencia del receptor cada vez para que sea ligeramente diferente de la frecuencia de transmisión, debido a la rotación de la Tierra y la velocidad radial produciría un desplazamiento Doppler de la Luna en ese momento.
En un tubo de rayos catódicos de 9 pulgadas, el eco recibido es tanto visual como auditivo, un pitido de 180 Hz. Las antenas son un par de antenas de "resorte" de un radar fijo SCR-271 colocadas una al lado de la otra para formar un conjunto de 32 dipolos montado en una torre de 30 metros (100 pies). La antena sólo tiene control de azimut, por lo que no es realista encontrar un mecanismo mejor. Así que el experimento se limitó a la salida y caída de la luna.
El 10 de octubre de 1946 65438, el teniente coronel John H. DeWitt Jr. utilizó una antena de mástil "de resorte" en Fort Monmouth, Nueva Jersey, del Cuerpo de Señales del Ejército de EE. UU., para reflejar los retornos del radar de la luna. Las dos antenas del radar fijo SCR-271 se colocan una al lado de la otra para formar una antena de 32 dipolos, montada en una torre de 100 pies (30 m).
El señalero lo intentó varias veces pero falló. "El equipo estaba muy desorganizado", recordó DeWitt. Finalmente, en la mañana del 10 de octubre de 1946, a las 13:48 horas, cuando salió la luna, apuntaron su antena al horizonte y comenzaron a transmitir. Irónicamente, DeWitt no estuvo presente: "Almorcé en Belmar y compré algunas cosas en la farmacia, como cigarrillos".
La primera señal se detectó a las 0:58 a.m. en 165438+, y el experimento finalizó a las 12:09 p.m., cuando la luna abandonó el alcance del radar.
Las ondas de radio tardan unos 2,5 segundos en viajar desde Nueva Jersey a la Luna y viceversa, una distancia de más de 800.000 kilómetros. El experimento se repitió cada día durante los siguientes tres días y nuevamente durante los últimos ocho días de ese mes.
Hora local 1946 15438+00am 11:58 de octubre. El primer ecosondeo exitoso fue realizado por John H. DeWitt y su científico jefe E. Kim Stodola.
No fue hasta la tarde del 24 de octubre que el Departamento de Guerra anunció el éxito.
Como dijo DeWitt años después: "Teníamos problemas con el general Van Dawson, el jefe de I+D en Washington. Cuando mi guardia de prisión, el coronel Victor Conrad, le dijo por teléfono que el general no quería anunciar el incidente antes de que los forasteros lo confirmaran porque temía que avergonzaría al oficial de inteligencia, llegaron dos forasteros en el laboratorio de radiación, George E. Gully Jr. y Donald G. Donald G. Fink, y junto con el general Van Desen, observaron el prueba de salida de la luna del sistema bajo la dirección de Stodola no pasó nada, explicó DeWitt: "Como puedes imaginar, en este punto, voy a morir. Pronto, un camión grande pasó por la carretera junto al equipo y hubo un eco inmediato. Siempre he creído que uno de los cristales no oscilará hasta que se sacuda o una conexión floja se mantenga en su lugar. Todos vitorearon excepto el general que intentó fingir estar feliz.
Aunque DeWitt tenía otras motivaciones para ejecutar el Proyecto Diana, recibió instrucciones del Jefe de Señales y del Comandante del Cuerpo de Señales para desarrollar un radar capaz de detectar misiles provenientes de la Unión Soviética. Como no había misiles que probar, en su lugar había una estación de pruebas lunares. Unos años más tarde, Signal construyó una nueva antena Diana de 15 metros (50 pies) y un transmisor de 108 MHz para la investigación ionosférica. Realizó más investigaciones sobre los ecos lunares y participó en el seguimiento de los lanzamientos del Apolo.
El sitio web del Proyecto Diana ahora lo mantiene el Centro de Aprendizaje de Ciencia/Historia para la Era de la Información.
El proyecto "Diana" es un plan de acción de investigación científica y no tiene secuencia de actuación.
La noticia del éxito del Proyecto Diana llamó la atención de los medios de comunicación.
El proyecto "Diana" también se convirtió en la fuente de inspiración para la posterior tecnología de comunicación "Tierra-Luna-Tierra" (EME).
Después de los experimentos con radar lunar de DeWitt y Bay, el estudio de los radares de auroras y meteoritos fue básicamente el estudio de la ionosfera. Aunque la causa de las trazas de ionización de auroras y meteoros se produce fuera de la atmósfera terrestre, los fenómenos en sí son de naturaleza ionosférica. En el Observatorio Jodrell, la ciencia de los meteoritos y la investigación en óptica polar proporcionaron el impulso inicial para el establecimiento del actual programa de astronomía por radar, pero ciertamente no fueron la fuerza sustentadora. La sostenibilidad proviene de la investigación lunar. Sin embargo, como gran parte de la astronomía por radar temprana, estos estudios lunares nunca se alejaron mucho de los estudios ionosféricos. De hecho, los esfuerzos pioneros de De Wit y Bay utilizando los retornos del radar de la Luna abrieron nuevos horizontes en la investigación de la ionosfera y las comunicaciones.
Históricamente, los científicos han estado confinados a ionosferas cada vez más bajas. El investigador de Bell Telephone, Carl Jansky, descubrió el "ruido cósmico" en 1932, lo que sugiere que frecuencias más altas podrían penetrar la ionosfera. Los experimentos de De Wit y Bay sugirieron que debería utilizarse el radar como medio para penetrar la ionosfera inferior. Además, Devit observó fluctuaciones inesperadas en la intensidad de la señal que duraron varios minutos, que se atribuyeron a anomalías de la refracción ionosférica. En su opinión, por favor investigue más a fondo esta cuestión.
Un equipo de expertos en ionosfera de la División de Física de la Radiación del Consejo Australiano para la Investigación Científica e Industrial intentó explicar mejor estas fluctuaciones: Frank J. Kerr, C. Alex Shane y Charles Higgins. En 1946, después de Lovel en Inglaterra, Kerr y Shane exploraron la posibilidad de obtener datos de radar de los meteoros, pero el proyecto Diana centró su atención en la Luna.
El programa Diana marcó el nacimiento del programa espacial estadounidense y de la astronomía por radar. Fue el primer experimento en astronomía por radar y el primer intento de detectar activamente otro cuerpo celeste.
"Diana" demostró por primera vez que señales artificiales pueden penetrar la ionosfera, abriendo la posibilidad de comunicaciones por radio extraterrestres para sondas espaciales y exploradores humanos.
El comunicado de prensa explica: “El señalizador estaba sin duda convencido de que el experimento fue un éxito y de que los resultados obtenidos fueron verificados minuciosamente.
”
Aunque Newsweek dudó cínicamente de las predicciones del Departamento de Guerra, comparándolas con Julio Verne, el Departamento de Guerra entendió la importancia de los experimentos del Cuerpo de Señales, que incluían predicciones, mediciones y análisis precisos del terreno lunar y planetario. la ionosfera y el control por radio de "naves espaciales" y "misiles controlados por aviones o cohetes" desde la Tierra.
El Times informa que Diana podría probar la teoría de la relatividad de Einstein.
Lo contrario. En cuanto al ritmo de vida típico, ambas revistas se mostraron escépticas, y con razón; pero todas las predicciones del Ministerio, incluidas las pruebas de relatividad, se basaron en Realizado en la novela
"Diana" de Julio Verne. Fue filmada por el propio DeWitt y se planeó que llevara el nombre de la diosa romana de la luna y en parte debido a la "mitología griega". Los libros dicen que nunca ha sido descifrada. "
La "Diana", que lleva el nombre de "Artemisa" y "Pulso de la Historia" en la mitología griega antigua, acaba de lanzar un plan "Artemisa": una revolución en el campo naval mundial. Iniciativa sexual, y esto El proyecto también está relacionado con la tecnología. Si estás interesado, puedes hacer clic en el enlace para moverte.
Diana también estableció la convención de nombrar proyectos espaciales en honor a dioses romanos, como "Hermes" (es decir. , el "Proyecto Hermes": Estados Unidos y el Reino Unido no son buenos en cuestiones de "imitación"), "Apolo" (es decir, el "Proyecto Apolo": una obra maestra de la Guerra Fría que brilla en la historia), etc. p>