Revisemos un poco la historia para poner en
contexto el descubrimiento y desarrollo del radar.
Desde principios de la década de 1930, tanto la
Gran Bretaña como Francia continuaban un programa muy importante de desarme que
habían empezado la década anterior; en contraste, Alemania, contraviniendo lo
estipulado en el Tratado de Versalles inició, con el advenimiento del régimen
nazi, un amplio programa de rearme. Los ingleses y franceses creyeron que con
una política pacifista controlarían las ambiciones expansionistas alemanas. En
pocos años se desarrolló un arma muy poderosa para su época, el bombardero
aéreo.
El primer ministro británico, Stanley Baldwin,
había pronunciado ya en 1932: "Creo que el hombre común debería darse
cuenta de que no hay poder sobre la Tierra que lo pueda proteger del bombardeo
aéreo. Sea lo que sea lo que se diga, el bombardero siempre pasará". Ante
este hecho se presentó una alternativa: o cada país desarrollaba un cuerpo de
bombarderos aéreos, de tal manera que otros países se disuadieran de atacar
ante la posibilidad de también ser bombardeados; o se llevaba a cabo un desarme
general. Gran Bretaña optó por esto último, pero no Alemania.
Por otro lado, en la misma década de 1930 fue muy
popular el concepto del rayo de la muerte en muchas versiones: podía causar
incapacidad física, mental o de otro tipo, y aun la muerte. En un sinnúmero de
cuentos, de tiras cómicas, de películas se presentaron rayos desintegradores,
rayos caloríficos, rayos que aturdían, etc., cuya popularidad se basaba, en
parte, en la creencia de que había más verdad que fantasía en los dispositivos
que los producían; sin embargo, no tenían fundamento científico.
A pesar de esto, durante dicha década hubo un buen
número de personas que pretendieron haber inventado y construido dispositivos
que producían diferentes tipos de rayos. Pero análisis detallados
invariablemente mostraban que siempre había algún truco en ellos. El ministro
del aire británico llegó a ofrecer una recompensa de mil libras esterlinas al
que inventara un dispositivo que pasara la prueba científica. Nadie ganó este
dinero.
Como se ha visto en el capítulo XX, existen los
rayos catódicos, que son electrones que se emiten de una placa metálica al ser
calentada. Sin embargo, un haz de estas partículas no puede tener las
consecuencias que se asignan popularmente al rayo de la muerte.
El interés del gobierno británico por este rayo fue
muy grande en 1935. Esto se debió a que después de una serie de maniobras
militares para probar las defensas de Londres se convenció de que no tenía
defensa contra ataques de bombarderos aéreos. Como una ola pacifista había
invadido al país, mucha gente no puso atención a esto, a pesar del rearmamento
de Alemania. Sin embargo, un pequeño grupo dentro del Ministerio del Aire sí se
preocupó por esta situación y se creó un centro científico para investigar la
forma de mejorar las defensas aéreas de la capital inglesa.
Se probaron diferentes tipos de localizadores de
bombarderos. Por ejemplo. se construyó un pequeño sistema acústico, que daría
una señal cuando recibiera los sonidos producidos por los aviones atacantes.
Muy pronto se dieron cuenta de que este sistema no era funcional ya que no
podía distinguir entre el ruido producido por el atacante y otros sonidos,
automóviles, animales, etcétera.
El centro analizó todo tipo de propuestas, en
particular revisó la bibliografía existente al respecto, pero no encontró nada
que le sirviera. Parecía que la única salida sería construir más y más
bombarderos para disuadir a los posibles enemigos. Esta salida no tenía futuro
en la Gran Bretaña de los treinta, ya que entonces nadie quería saber nada de
un rearme.
Algunas de las pocas personas que se daban cuenta
del peligro que representaba la Alemania nazi, como Winston Churchill, temían
que la población de la isla, sin tener hacia dónde escapar, sufriera un ataque
aéreo impune. La única fuerza efectiva que tenían entonces, la Marina Real, era
cada vez más vulnerable a posibles ataques aéreos; por tanto, estaban
desesperados pues creían que si nada se hacía perderían la siguiente guerra.
Algunas de estas personas preocupadas iniciaron
algunos movimientos dentro del Ministerio del Aire, pero debido al ambiente
pacifista existente, debieron hacerse de manera secreta. De esta forma, después
de una serie de memoranda que se enviaron a diferentes jefes y directores,
finalmente H. E. Wimperis, jefe de Investigación Científica e Industrial del
Ministerio, llamó al doctor Robert Watson Watt, físico y director del
Laboratorio de Investigación de Radio y le preguntó sobre el prospecto de
desarrollar algún rayo de la muerte. Watson Watt regresó a su laboratorio y
propuso el siguiente problema al doctor Arnold Wilkins, también físico y
ayudante suyo: calcule la cantidad de potencia de radiofrecuencia (la que
emiten los aparatos de radio) que es necesario radiar para elevar la
temperatura de 4 litros de agua de 35.5º C a 41º C a una distancia de 5 km y a
una altura de 1 kilómetro.
La idea de Watson Watt, que no le dijo a Wimperis,
fue que, en algunas discusiones sobre los rayos de la muerte, el énfasis había
pasado, de la capacidad de causar muertes misteriosas, a la posibilidad bien
precisa de enviar un haz que contuviese suficiente energía al cuerpo del piloto
del avión bombardero para "hacer hervir su sangre". Watson Watt se
dio cuenta de que esto no era mucho pedir y que sólo sería necesario elevar la
temperatura del piloto atacante a 41ºC aproximadamente, para que, al provocarle
fiebre, quedara incapacitado.
Wilkins pensó inteligentemente que, como el cuerpo
humano contiene alrededor de 4 litros de sangre y químicamente hablando es casi
agua, un rayo que elevara su temperatura a 41ºC por radiación de
radiofrecuencia sería equivalente a uno de la muerte. Como lo escribió el
propio Wilkins:
Mi cálculo mostró que, como era de esperarse, se
necesitaba generar una potencia enorme a cualquier frecuencia de radio para
producir fiebre en el cuerpo de un piloto de avión, aun en el improbable caso
de que su cuerpo no estuviera protegido por el metal del fuselaje [...] Como
nada cercano a dicha potencia se podía producir, era claro que no era factible
un rayo de la muerte por medio de la radio.
Le dije esto a Watson Watt al darle mi cálculo y me
respondió, "Bien, si un rayo de la muerte no es posible, ¿cómo podemos
entonces ayudarles?" Yo contesté que los ingenieros de la Oficina de
Correos se habían dado cuenta de perturbaciones en la recepción de muy altas
frecuencias cuando algún avión volaba en la vecindad de sus receptores y que
este fenómeno podría ser útil para detectar aviones enemigos.
Esta última observación, hecha en enero de 1935,
dio lugar al inicio de una serie de hechos que culminaron con la invención del
radar.
Los hechos relacionados con la Oficina Postal a los
que Wilkins se refirió habían sido observados en muchos otros lugares y en
todos ellos se consideró esta perturbación como una molestia, un estorbo que
mucha gente había tratado de eliminar. De hecho, en 1932 la Oficina Postal
Británica publicó un informe en el que sus científicos documentaron los
diferentes fenómenos naturales que afectaban la intensidad de la señal
electromagnética recibida: tormentas eléctricas, vientos, lluvia y el paso de
un aeroplano en la vecindad del laboratorio. El informe contenía un capítulo
intitulado "Interferencia por aeroplanos". Wilkins lo había leído y
se acordó de él cuando dio su respuesta a Watson. Wilkins conoció este informe
de manera accidental, en una conversación de café con la gente que trabajaba en
la Oficina Postal, que se quejaban de la interferencia de los aviones, como
alguien se queja de los mosquitos. A nadie se le había ocurrido utilizar este
hecho, hasta que Wilkins se acordó de él a raíz de la pregunta de Watson Watt.
Los científicos que escribieron el informe de la
Oficina Postal estaban estudiando la capa ionosférica de Heaviside-Kenelly
(véase el capítulo XVIII); que refleja ondas de radio, para utilizarla en
telecomunicaciones. Por ello enviaban ondas hacia la atmósfera, y cuando algo
interfería con la recepción de la señal reflejada se molestaban. En forma
casual mencionaron en el informe, a manera de explicación, que, al interferir
un aeroplano con la señal de radio, el avión la absorbe y la vuelve a emitir,
reflejándola. No habían puesto mayor atención al hecho, y se lo mencionaron en
una ocasión a Wilkins, cuando éste tomaba un café con ellos, en una visita que
les hizo para probar un aparato de radio en su laboratorio.
En varios lugares y en distintas épocas, diferentes
investigadores e ingenieros ya habían detectado la interferencia mencionada. En
muchos casos no se le dio mayor importancia y mucho menos se pensó en alguna
aplicación. En otros casos, a pesar de que las personas que lo descubrieron
pensaron en una posible aplicación, las oficinas gubernamentales que hubieran
podido apoyarlos no se interesaron. Por ejemplo, en Alemania, la falta de
interés se debió a que los militares alemanes nunca creyeron en que alguien
tendría la capacidad y la osadía de atacar las ciudades alemanas, por lo que no
vieron la necesidad de un instrumento defensivo. Los conceptos e ideas físicas
que harían surgir al radar "estaban en el aire" hacia 1935. Si no
hubiesen sido trabajados y desarrollados por Wilkins y Watson Watt seguramente
otros lo hubieran hecho, pero la idea fructificó en la Gran Bretaña, y justo a
tiempo para los ingleses, como veremos más adelante.
Cuando Wilkins sugirió la posibilidad de utilizar
el fenómeno de interferencia de ondas de radio para detectar la llegada de
aviones enemigos, Watson Watt lo comisionó inmediatamente para trabajar en el
cálculo de los aspectos cuantitativos. Wilkins calculó la intensidad de la
señal de radio que regresaría, dada la intensidad de la señal enviada por el
detector, y concluyó que el resultado dependía de la longitud de onda que se
utilizara. Sabía que un objeto dispersa y refleja ondas electromagnéticas de la
manera más efectiva cuando su tamaño es igual al de la longitud de onda. De
hecho, ésta es una manifestación de la resonancia (véase el capítulo XVII).
Wilkins supuso qué un bombardero típico de la época, tomando en cuenta las
posibilidades previstas de cambios, tenía una envergadura (o sea, la distancia
del extremo de un ala al otro) de aproximadamente 25 m, por lo que al reflejar
las ondas el avión de hecho sería una antena igual a una varilla con una
longitud de onda resonante fundamental al doble de su longitud, o sea de 50
metros.
Wilkins partió del supuesto de que contaba con un
emisor de la potencia disponible (1 kilowatt) y de longitud de onda de 50 m. Si
la antena emisora fuera una varilla de 25 m colocada a 18 m sobre el suelo,
calculó la intensidad del campo electromagnético que llegaría a un avión que
estuviese a una altura de 6 km y a una distancia horizontal de 6 km. Con esta
intensidad calculó la corriente eléctrica que el campo incidente induciría en
las alas del avión, que sería aproximadamente de 1.5 miliamperes. En seguida
calculó la intensidad de la onda electromagnética que produciría esta corriente
eléctrica, al actuar las alas como antena emisora de ondas. Finalmente obtuvo
la potencia de la onda que recibiría de regreso la antena terrestre. Encontró
que esta potencia era diez mil veces mayor que la requerida para comunicaciones
por radio, por lo que sí podría ser detectada con los aparatos existentes en la
época. En otras palabras, la idea podría funcionar. Nótese que Wilkins pensó en
que se emitiera una onda y se detectara el eco que produjera el avión.
Al terminar sus cálculos, a Wilkins le pareció
increíble que el efecto deseado pudiera detectarse; revisó sus cálculos y no
encontró ningún error y se los dio a Watson Watt, a quien le parecieron
fantásticos y nuevamente verificó los cálculos matemáticos. Al no encontrar
ningún error, sólo dos semanas después de su conversación con Wimperis, le
envió un memorándum informándole los resultados. El hecho de que un rayo de la
muerte no fuera factible no le sorprendió a Wimperis, sin embargo, sí le atrajo
la idea de poder detectar un avión. Como no estaba muy convencido de que la
idea funcionara revisó los cálculos, sin encontrar ningún error; pero como aún
desconfiaba los hizo revisar nuevamente por su asistente, que tampoco encontró
objeción alguna.
En vista de lo anterior se inició la verificación
experimental, que se encomendó a Wilkins. Éste utilizó un aparato que solamente
emitía ondas de 49 m, que consideró útil para la prueba. Se arregló que un
avión militar volara en determinado curso, desconocido por Wilkins. Con su
rudimentario equipo Wilkins pudo detectar y dar la trayectoria que había
seguido el avión. El éxito fue notable y con ello se obtuvieron las primeras
partidas presupuestarias para realizar un proyecto de gran importancia que duró
de 1935 a 1940.
La idea del funcionamiento del radar es la
siguiente: si se emite una onda hacia un objeto, y se sabe la velocidad con que
se propaga la onda, midiendo el tiempo que tarda en regresar la onda reflejada,
el eco, se puede saber la distancia a la que se encuentra el objeto. Una gran
ventaja de utilizar ondas electromagnéticas es que, como se propagan a una
velocidad extremadamente grande, la de la luz, es instantánea la detección para
todos los propósitos prácticos.
Uno de los primeros aspectos que resolvieron fue la
presentación visual de la información recibida. Para ello emplearon el tubo de
rayos catódicos que se utilizaba en física (véase el capítulo XXII). El grupo
modificó este tubo para utilizarlo en el radar. Usaron dos conjuntos de placas
desviadoras del haz de electrones (Figura 44). Un conjunto desvía el haz
horizontalmente de manera continua y sirve para marcar el tiempo desde el
instante en que se emite la onda; este tiempo es proporcional a la distancia
del objeto, por lo que la traza horizontal en la pantalla es una medida de la
distancia. El otro conjunto está conectado a la antena receptora de la señal
reflejada por el objeto; cuando se recibe la señal en el tubo el haz marca en
la pantalla un pulso. En la figura, el primer pulso, el de la izquierda, indica
la señal emitida por la estación, mientras que el segundo pulso, el menor, es
el reflejado por el objeto. La posición en el tubo del segundo pulso da una
medida de la distancia.
Figura 44. Esquema de un tubo de radar.
Después de muchos problemas técnicos y científicos
se pudo construir un sistema de radar que funcionaba razonablemente bien. Se le
hicieron muchas modificaciones para que pudiera detectar no solamente la
distancia a la que se encontraba un avión, sino también su altura. La mayor
parte del sistema estaba completo en septiembre de 1938, cuando ocurrió la
crisis de Munich.
En esa época se instalaron las primeras cinco
estaciones que funcionaron las 24 horas. Para ese entonces ya se había colocado
un gran número de torres con antenas en parte de la costa inglesa frente al
continente. Otro problema que también se resolvió fue la incapacidad de
distinguir entre un avión enemigo y uno propio, o sea la llamada identificación-amigo-enemigo.
La solución fue relativamente sencilla. Se instalaron en los aviones ingleses
dispositivos electrónicos que al recibir la onda enviada desde tierra emitían a
su vez una señal especial que los identificaba como amigos.
Debido a la gran velocidad de propagación de las
ondas electromagnéticas, cuando recibían la señal de que se aproximaba un avión
enemigo, los ingleses tenían tiempo suficiente para enviar sus cazas a
esperarlos.
La forma de operación fue la siguiente: una vez
detectado un avión enemigo por el radar, la estación transmitía telefónicamente
la información a un centro situado en Londres. Éste decidía qué escuadrones
debían hacer frente al ataque y mandaba la orden con los datos obtenidos a la
base correspondiente.
De esta manera, en agosto de 1939, tres semanas
antes del inicio de la segunda Guerra Mundial, Gran Bretaña contó con un
sistema de detección de aviones. La guerra empezó en el verano de 1940 y cuando
los bombarderos alemanes llegaron al cielo británico encontraron pequeños
grupos de cazas esperándolos. Con ayuda del radar, los ingleses podían detectar
la salida de los aviones alemanes desde sus bases situadas en países
conquistados, como Francia y Bélgica, lo que les daba tiempo suficiente para
despegar y esperarlos sobre el Canal de la Mancha.
Debido a la política de desarme seguida por Gran
Bretaña, el número de cazas disponibles era pequeño, pero el radar hizo posible
que el ataque a los bombarderos alemanes fuera preciso, adquiriendo así gran
eficiencia en la defensa aérea inglesa.
Los alemanes sabían que los ingleses contaban con
pocos aviones cazas y creyeron que iba a ser tarea fácil destruirlos e invadir
la isla. En consecuencia, en el verano de 1940, después de la caída de Francia,
con sus primeros ataques aéreos se proponían acabar con los aviones en sus
bases. Sin embargo, lo que destruyeron fueron solamente edificios, ya que con
el aviso proporcionado por el radar los aviones no estaban en tierra cuando los
alemanes llegaban, sino en el aire, y en muchos casos esperándolos.
Las esperanzas de los alemanes se desvanecieron.
Posteriormente, a fines de 1940, cometieron un tremendo error estratégico;
empezaron a bombardear Londres y otras ciudades británicas, con lo que dieron
un importante y vital respiro al abastecimiento y reconstrucción de las bases
aéreas. Como consecuencia la llamada Batalla de Inglaterra fue ganada por los
aviones ingleses, ayudados de manera esencial por el radar.
Mucho tiempo después, cuando ya habían perdido la
Batalla de Inglaterra, el alto mando alemán se percató de que fue el radar el
que ayudó a los cazas ingleses a descubrir por anticipado dónde se efectuaría
un ataque. Si se hubiesen dado cuenta de ello durante la batalla hubiese sido
relativamente fácil destruir las torres que tenían las antenas del radar y que
estaban a lo largo de la costa, frente al continente. De hecho, sí las habían detectado,
pero no sabían su función y no les dieron ninguna importancia.
La disponibilidad del radar surgió justo en el
momento oportuno para los ingleses. Si el radar hubiese llegado a ser
operacional algunos años antes, mantener en secreto su propósito hubiese sido
difícil, y con toda seguridad los alemanes lo habrían descubierto e integrado
dentro de sus cálculos militares; la destrucción de las antenas hubiese sido un
asunto muy fácil. Por otro lado, si se hubieran tardado unos meses más en
perfeccionar su eficiencia, los ingleses habrían perdido la Batalla de
Inglaterra, con lo que los alemanes habrían invadido la isla y el mundo hubiera
sido otro.
Nunca antes en la historia una invención había
tenido un papel tan significativo en el resultado de una batalla, al grado de
que cambió el curso de la segunda Guerra Mundial. Podría decirse que el radar
fue inventado no una sino varias veces en varios países y en distintas épocas,
pero fue en una sola ocasión cuando se pudo hacer efectiva la diferencia entre
la derrota y la victoria.
Fuente: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx
