Gdybyśmy mieli utworzyć listę najważniejszych wynalazków XX w., radar znalazłby się pewnie w czołówce takiego zestawienia. I to nie tylko ze względu na jego niepośledni wpływ na przebieg II wojny światowej, ale też całą gamę innych zastosowań tej technologii, z której korzystamy zresztą do dzisiaj.
- Radar to jeden z najważniejszych wynalazków XX w., który dziś stosuje się do różnorodnych celów związanych z wojskiem, nauką czy motoryzacją
- Początki tej technologii sięgają końcówki XIX w. jednak dopiero II wojna światowa wprowadziła tego typu urządzenia do masowej produkcji
- Radar zrewolucjonizował działania wojenne i przyczynił się do wygrania II WŚ przez aliantów
- Po pokonaniu nazistowskich Niemiec radarowa technologia była dalej rozwijana i wdrażana do kolejnych gałęzi badań naukowych, wojska czy przemysłu
Radar to urządzenie, bez którego trudno wyobrazić sobie współczesny świat. Ta technologia, która upowszechniła się w czasach II wojny światowej, jest dziś stosowana nie tylko w wojsku, ale też w innych dziedzinach, np. w astronomii, cywilnym lotnictwie czy motoryzacji. Jak wiele przełomowych wynalazków, tak i radar miał jednak dosyć skromne początki. W tym przypadku sięgają one końcówki XIX w. i eksperymentów niemieckiego fizyka Heinricha Hertza. W 1888 r. Hertzowi udało się potwierdzić i zademonstrować w praktyce teorie szkockiego fizyka Jamesa Maxwella, dzięki którym w środowisku naukowym narodziło się przekonanie, iż fale radiowe mogą odbijać się od metalicznych obiektów i mogą być załamywane przez ośrodek dielektryczny, podobnie jak światło. Hertz zademonstrował tę teorię w praktyce, używając fal radiowych długości 66 cm (czyli ok. 455 MHz).
Praktyczne zastosowanie tych eksperymentów dostrzeżono jednak dopiero kilkanaście lat później. W 1904 r. niemiecki inżynier Christian Hülsmeyer otrzymał patent na “wykrywacz przeszkód i urządzenie do nawigacji morskiej”, którym bezskutecznie próbował zainteresować tamtejszą marynarkę wojenną. Podobnie było z eksperymentem przeprowadzonym przez amerykańską US Navy w 1922 r., gdy udało się autentycznie zademonstrować możliwości tej technologii na przykładzie okrętu wojskowego. Oficjele z amerykańskiej marynarki ostatecznie nie dali się jednak przekonać do wyłożenia pieniędzy na dalszy rozwój tej technologii.
Mówiąc krótko: idea radaru zwyczajnie wyprzedziła swoje czasy i na początku XX w. nie istniała żadna wojskowa, społeczna czy też naukowa potrzeba na tego typu urządzenie. W tamtych czasach śledzenie ruchów wrogiego wojska ciągle opierało się zatem na jednostkach zwiadowczych i dopiero wraz z rozwojem wojskowej technologii (głównie samolotów) radar zaczął być dostrzegany, jako urządzenie, które może być przydatne do celów militarnych.
II wojna światowa, czyli radar wchodzi do gry
Mówiąc dokładniej, stało się to w latach 30., w okresie poprzedzającym II wojnę światową, gdy w okresie dwóch lat naukowcy z USA, Wielkiej Brytanii, Rosji, Japonii, Francji, Włoch, Niemiec i Holandii zaczęli w ścisłej tajemnicy i w pełni niezależnie od siebie opracowywać urządzenia radarowe. Jako główny katalizator tych działań można bez obaw wskazać rozwój samolotów wojskowych, w tym bombowców o coraz większym zasięgu i coraz większych niszczycielskich możliwościach. Największe nacje zdawały sobie sprawę z potencjału takich jednostek, zaczęły zatem szukać możliwości ich wczesnego wykrycia.
Dzięki tym inicjatywom, w momencie rozpoczęcia II WŚ kilka nacji dysponowało już działającym radarem. W tym gronie były np. Stany Zjednoczone, Rosja, Wielka Brytania oraz Niemcy. Ten ostatni kraj był zresztą pierwszym liderem radarowej technologii. Niemcy zamontowali swój pierwszy radar na okręcie wojennym jeszcze w 1936 r. (trzy lata wcześniej niż Amerykanie) i co ciekawe, w 1940 r., przekonani, że ich wojenne podboje zbliżają się ku końcowi, wyraźnie zwolnili z rozwojem systemów radarowych. W tym samym czasie Brytyjczycy oraz Amerykanie zrobili rzecz odwrotną — jeszcze przyśpieszyli prace nad tą technologią, a gdy niemieckie dowództwo zorientowało się, że jego wojsko pozostało w tej kwestii w tyle, było już za późno.
Kluczowe dla uzyskania “radarowej” przewagi nad Niemcami w czasie II WŚ było wynalezienie tzw. magnetronu przez brytyjskich fizyków. Wielka Brytania podzieliła się tą technologią ze Stanami Zjednoczonymi, czego efektem było zbudowanie radaru mikrofalowego. Przed jego wynalezieniem korzystano bowiem z radaru działającego na bardzo wysokich częstotliwościach, które miały całą gamę niedociągnięć. Były dosyć niedokładne, na ich działanie wpływały także warunki pogodowe, tzw. hałas atmosferyczny (np. w postaci burz z piorunami). Mimo to nawet te pierwsze wersje radarów okazywały się bezcenne, np. dla Brytyjczyków. Już w 1938 r. stworzyli oni pierwszy system radarowy o nazwie Chain Home, który pomagał im w obronie przed niemieckimi nalotami w pierwszym okresie wojny. Z kolei w przypadku Amerykanów, ich radar ustawiony na Hawajach potrafił wykryć japońskie statki zmierzające w stronę Pearl Harbor w grudniu 1941 r. Amerykanie nie potrafili jednak docenić wagi tej informacji, co, jak wiemy, skończyło się udanym, zaskakującym atakiem na tę bazę.
Jak wspomnieliśmy, kluczem do rozwoju radaru w czasie II WŚ było wynalezienie magnetronu, dzięki któremu można było budować mniejsze, dokładniejsze i bardziej wydajne stacje radarowe (wystarczy wspomnieć, iż przedwojenny system Chain Home składał się z ogromnych masztów wysokości 100 m). Nowy radar pozwolił Amerykanom i Brytyjczykom na uzyskanie przewagi nad armią II Rzeszy, nowe urządzenia były bowiem szybko wdrażane do aktywnej służby na alianckich okrętach wojennych i samolotach. O tym, jak szybko rozwijała się ta technologia, niech świadczy fakt, iż amerykański instytut MIT w ciągu pięciu lat, między 1940 i 1945 r. opracował ponad sto różnych systemów radarowych! Jedną z ważniejszych konstrukcji tego typu był radar SCR-584 zastosowany w systemie kontroli ostrzału przeciwlotniczego, który użyto w 1944 r. w czasie działań we Włoszech i który całkowicie zaskoczył niemieckie wojsko swoimi możliwościami.
Era cyfrowa, czyli początek nowej radarowej epoki
Prace nad radarem mocno zwolniły po II wojnie światowej, choć oczywiście dalej rozwijano to rozwiązanie, które stało się już nieodzownym elementem pola walki. Już w latach 50. zaczęły się np. pierwsze poważne prace nad praktycznym zastosowaniem tzw. przesunięcia dopplerowskiego wywołanego ruchem obiektów, od których następuje odbicie. To zjawisko, które później stało się bazą do budowy amerykańskiego systemu wczesnego ostrzegania AWACS czy radarów używanych przez policję drogową. Ta technika jest też używana w radarach pogodowych, np. do wykrywania burz. W latach 70. radar zaczął być też wykorzystywany w statkach kosmicznych, tę technologię stale rozwijało też wojsko, implementując ją np. do systemów obronnych Aegis i Patriot oraz zaawansowanych samolotów pokroju bombowca B-1B. Radar zaczął być także wykorzystywany do lepszego zrozumienia środowiska naszej planety, począwszy od badań pokrywy lodowcowej po badania dotyczące wiatrów oceanicznych.
Patrząc na rozwój tej technologii w ostatnich kilkudziesięciu latach, można więc śmiało postawić tezę, iż rozwój techniki radarowej odbywał się niejako w tandemie z ogólnym rozwojem elektroniki i systemów komputerowych. Radar stał się też podstawowym narzędziem wojskowym, rewolucjonizując taktykę wojenną. Stąd właśnie rozwój technologii stealth, która obniża widzialność danego obiektu dla radarów wroga, co pozwala na uzyskanie przewagi nad przeciwnikiem. Dziś z tej technologii korzysta się w lotnictwie, ale też przy budowie okrętów podwodnych i okrętów nawodnych.
Radar to także technologia, którą dziś stosuje się w motoryzacji przy budowie samochodów autonomicznych, ale też w astronomii, a nawet uczeniu maszynowym. Można też bez obaw postawić tezę, iż w przyszłości będziemy znajdować dla niej kolejne zastosowania, choć zapewne jest przez jakiś czas, prace przy tego typu urządzeniach będą w głównej mierze odbywać się właśnie w wojskowych laboratoriach.
