수부측량

다이아나 계획

레이더 천문학

비밀을 지키다

미 육군 중령 존 H. 드비트

1946

무선 신호가 달에서 반사되어 반사되는 신호를 받았다.

1940 년대 미국과 헝가리의 연구원들은 처음으로 달에서 레이더파를 튕겼고, 또 유성에 대한 체계적인 레이더 연구를 처음으로 진행했다. 이 실험들은 레이더로 태양계에 대한 초보적인 탐구를 구성한다. 레이더 천문학의 시작을 이해하려면 먼저 레이더의 무선전신에서의 기원, 전리층 연구의 결정적인 역할, 제 2 차 세계대전으로 인한 레이더 기술의 급속한 발전을 조사해야 한다.

일찍이 1922 년 6 월 20 일, 뉴욕 전기공학협회와 무선공학협회의 연석회의에서 무선전신 기예르모 마르코니는 전파를 사용하여 선박을 탐사할 것을 건의했다. 헤르츠가 처음 전시한 것처럼 전파는 도체에 의해 완전히 반사될 수 있다. 나의 몇몇 테스트에서, 나는 몇 마일 떨어진 금속 물체가 이 파동의 반사와 편향에 미치는 영향을 알아차렸다.

선박이 원하는 방향으로 이 광선의 발산 빔을 발사하거나 투사할 수 있는 장치를 설계할 수 있어야 합니다. 이 광선들이 금속물체 (예: 다른 배 또는 함정) 를 만나면 수신기로 반사되고 수신기는 송신선의 현지 송신기에서 필터링되어 안개 또는 밀집된 날씨에 다른 배의 존재와 방향을 즉시 보여 줍니다. 이런 안배의 또 다른 장점은 이 배들이 어떤 종류의 무선전신을 갖추지 않아도 배의 존재와 방위를 경고할 수 있다는 것이다.

1939 년 9 월까지 독일은 폴란드 침공 ('거위 통조림' 행동:' 진지한' 아리아인의 가장 믿을 만한' 가짜 깃발' 행동), 제 2 차 세계대전이 진행 중이며 일본, 프랑스, 이탈리아, 독일, 영국이 진행 중이다 레이더는 발명이 아니라 실험실 작업대에서 공장 작업장으로 발전하여 무선 기술의 지속적인 개선과 보완이다. 일본, 유럽, 북미에서는 레이더의 출현이 글로벌 라디오 연구의 결과가 아니라 어느 정도 동시에 발생한다.

레이더는 제 2 차 세계대전에서 압도적인 인정을 받았지만, 역사가인 션 소스 (Sean S. Soth) 는 1930 년대 후반 고성능과 장거리 항공기의 출현이 레이더를 포함한 고급 무선 항법 장비의 설계를 추진할 것이라고 생각한다. 그러나 더 중요한 것은 전리층 연구가 60 년대와 60 년대 레이더의 발전을 촉진시켰다는 것이다. 역사가인 헨리 굴라크가 지적한 바와 같이, "레이더는 전리층을 잘 아는 사람들이 개발한 것이다. 이것은 비교적 간단한 군사적 용도, 잘 알려진 기술 개편, 레이더의 발전, 동시에 여러 나라에서 나타난다. "

전리층 연구는 레이더사와 이후의 레이더 천문학에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 전리층 연구는 영국 군용 레이더와 첫 레이더 연구원과 연구기관의 필수 기술이다. 우리가 볼 수 있듯이, 전후 전리층 연구도 레이더 천문학의 출현을 촉진시켰다. 전형적인 예는 달에 처음으로 성공한 레이더 실험이다. 실험실 주임 드위트의 지도하에 이 실험은 뉴저지 벨마 근처의 육군 에반스 신호 연구소에서 통신병 설비로 진행되었다.

존 H. 데비트 (John H. Devit) 는 테네시주 내쉬빌에서 태어나 판더빌트 대학 공학원에서 2 년간 공부했다. 벤더빌트는 전기 공학 과정을 개설하지 않았기 때문에, 방송과 아마추어 무선전신에 대한 자신의 흥미를 만족시키기 위해 데벳을 중퇴했다. 내쉬빌의 첫 라디오 방송국이 완공된 후, 1929 년, 드비트는 뉴욕 벨 전화 연구소의 기술자에게 가입하여 무선 송신기를 설계했다. 1932 년에 그는 내쉬빌로 돌아와 WSM 방송국의 수석 엔지니어가 되었다. 드윗은 칼 얀스키가 발견한' 우주 소음' 에 관심이 많다. 그는 은하계에서 온 무선 신호를 찾기 위해 전파 망원경을 만들었다.

1940 년, Dewit 는 달의 무선 신호를 반사하여 지구의 대기를 연구하려고 시도했다. 그는 공책에 이렇게 적었다. "나는 갑자기 달에서 초단파를 반사하는 것이 가능하다는 것을 깨달았다. 그렇게 할 수 있다면, 고위층 대기를 연구하기 위한 광범위한 가능성을 열 것이다. 지금까지 내가 아는 한, 아무도 지구에서 파도를 발사 하 고 지구 대기권 전체에서 그들의 반환을 측정 합니다. "

5 월 20 일 밤, 드웨이트는 WSM 방송국을 위해 구성된 수신기와 80W 송신기를 이용해 달에 138 MHz (2m) 전파를 반사하려 했지만 수신기가 민감하지 않아 실패했다.

1942 년 뉴저지 주 HP 닐벨전화연구소 (Whipanibel Telephone Laboratory) 에 입사한 직원들이 해군을 위해 레이더 안테나를 설계한 후, 데벳은 에반스 신호 연구소의 임원으로 임명되어 주임을 맡았습니다.

다이애나는 뉴저지 주 월진 (몬머스부르크의 일부) 에번스 캠프의 한 실험실에 대형 송신기, 수신기, 안테나 배열을 건설할 계획이다. 송신기는 제 2 차 세계대전 때 고도로 개선된 SCR-27 1 레이더 장치였다. 1.4 초 펄스에서 1 1 1.5 MHz 주파수로 3000w 의 전력을 안테나에 적용합니다. 이것은 8×8 반파 쌍극자 배열로 구성된 "스프링" 반사 배열 안테나입니다. 반사 신호는 약 2.5 초 후에 수신되며 수신기는 도플러 변조의 반사 신호를 보상합니다. 안테나는 방위에서만 회전할 수 있으므로 달이 올라가고 떨어질 때만 달이 15 도 폭의 빔을 통과하고 안테나의 고도가 수평인 경우에만 시도할 수 있습니다. 달이 안테나 패턴의 각 플랩을 통과할 때, 매번 40 분 정도 관찰된다.

8 월 1945, 10, 미국이 일본에 두 번째 원자폭탄을 발사한 다음날 양국의 군사 적대 행위가 중단되었다. Devit 은 작업을 즉시 중지하지 않았습니다. 그는 그의' 애완동물 계획' 을 계획하여 달에 전파를 반사하기 시작했다. 그는 로마 신화 속 달의 여신을 따서 이 프로젝트를' 다이애나' 라고 명명했다.

1945 년 9 월, 데벳은 해롤드 D 웨버 박사, 허버트 P 코프만 박사, E 킹 스토도라, 잭 모펜슨 등 그의 팀을 소집했다. 실험실 이론 연구팀의 Walter S. mcphee 박사는 달의 반사도를 계산했고 안테나 및 기계 설계팀, 연구팀 및 기타 실험실 그룹 멤버들도 기여했다.

아무도 실험을 위해 주요 부품을 설계하려 하지 않았다. 수신기, 송신기 및 안테나 선택은 라디오 선구자인 에드윈 H 암스트롱 (Edwin H Armstrong) 이 신호병을 위해 설계한 특수 결정체 제어 수신기와 송신기를 포함한 기존 장비를 기반으로 합니다. 결정체 제어는 주파수 안정성을 제공하며, 장치는 필요한 전력과 대역폭을 제공합니다. 지구와 달의 상대 속도는 반파 신호와 발사 신호의 차이를 300 Hz 로 하는데, 이것이 바로 도플러 주파수 이동이라고 한다. 협대역 수신기는 에코에 대한 정확한 무선 주파수를 조정할 수 있습니다. 데벳이 나중에 회상한 바와 같이, "우리는 달의 메아리가 매우 약하다는 것을 깨달았다. 그래서 우리는 매우 좁은 수신기 대역폭을 사용하여 열 소음을 용인할 수 있는 수준으로 낮춰야 한다. 우리는 매번 수신기의 주파수를 조정하여 발사의 주파수와 약간 다르게 해야 한다. 지구의 자전과 방사형 속도가 당시의 달에 도플러 이동을 일으키기 때문이다.

9 인치 음극선관에서 받은 메아리는 시각적이고 청각적입니다. 즉 180 Hz 의 삐 소리입니다. 안테나는 한 쌍의 "스프링" 안테나로, SCR-27 1 고정레이더에서 32 극자 배열 안테나를 나란히 배치하여 30 미터 (100 피트) 의 탑에 장착한다. 안테나는 방위제어밖에 없어 더 나은 기구를 찾는 것은 비현실적이다. 따라서 실험은 달의 상승으로 제한됩니다.

1946 65438+ 10 월 10 SCR-27 1 고정레이더의 안테나 두 개를 나란히 배치하여 32 쌍극자 배열 안테나를 형성하여 100ft (30m) 의 탑에 장착합니다.

신호원이 몇 번 시도했지만 모두 실패했다. "장비는 매우 혼란 스럽다" 고 드윗은 회상했다. 마지막으로19461:48 10 월10 의 아침, 달이 뜨면 그들은 안테나를 지평선에 겨누고 발사를 시작했다 아이러니하게도, 드윗은 참석하지 않았다. "나는 벨마에서 점심을 먹고 약국에서 담배 같은 것을 샀다."

첫 번째 신호는 165438+ 오전 0 시 58 분에 감지되었고, 실험은 오후12 시 09 분에 끝났고, 이때 달은 레이더 범위를 떠났다. 전파가 뉴저지에서 달까지 왕복하는 데는 약 2.5 초가 걸리는데, 거리는 80 만 킬로미터가 넘는다. 이 실험은 앞으로 3 일 동안 하루에 한 번 반복되고, 그 달 이후 8 일 동안 다시 한 번 반복되었다.

현지 시간194615438+00am10 월 1 1:58. 첫 번째 성공적인 메아리 탐지는 존 H 데벳과 그의 수석 과학자 E 김 스토도라가 완성했다.

군부는 10 월 24 일 밤이 되어서야 성공을 선언했다.

드윗이 몇 년 후에 말했듯이, "우리는 워싱턴의 R&D 책임자인 반 도슨 장군과 문제가 있다. 나의 교도관 빅토르 콘래드 대령이 전화로 그에게 이 일을 말했을 때, 장군은 외부인이 확인하기 전에 발표하기를 원하지 않았다. 왜냐하면 그가 정보관을 난처하게 할까 봐 두려웠기 때문이다. 방사선 연구소의 두 외부인인 조지 E 쿨리 (George E. Gully Jr) 와 도널드 G 핑크 (Donald G. Fink) 가 도착했고, 그들은 밴더슨 장군과 함께 스토도라의 지도 아래 시스템의 월출 실험을 관찰했다. 드윗은 이렇게 설명합니다. "이 시점에서 나는 죽을 것이라고 상상할 수 있습니다. 곧 큰 트럭 한 대가 설비 옆에 있는 길을 지나가자 즉시 메아리를 쳤다. 나는 항상 결정체 중 하나가 흔들리거나 느슨한 연결로 고정될 때까지 진동하지 않을 것이라고 믿는다. (아리스토텔레스, 니코마코스 윤리학, 믿음명언) 기뻐하는 척하는 장군을 제외하고 모두가 환호하기 시작했다.

드웨이트는' 다이애나' 프로젝트를 수행할 다른 동기가 있었지만, 소련에서 오는 미사일을 감지할 수 있는 레이더를 개발하라는 수석신호관과 신호부대 지휘관의 지시를 받았다. 테스트 할 미사일이 없기 때문에 달 테스트 스테이션이 위치에 있습니다. 몇 년 후, 신호회사는 전리층 연구를 위해 새로운 50 피트 (15 미터) 다이애나 안테나와 108 메가헤르츠 송신기를 설립했다. 그것은 달 메아리에 대한 추가 연구를 진행하고 아폴로 발사 추적에 참여했다.

현재 다이애나 프로젝트의 사이트는 정보시대 과학/역사학습센터에서 유지하고 있다.

다이애나 프로젝트는 과학 연구 행동 계획에 속하며 행동 순서가 없다.

다이애나' 계획의 성공 소식이 대중매체의 주의를 끌었다.

다이애나 프로그램도 이후 지구-달-지구 (EME) 통신 기술의 영감의 원천이 되었다.

드비트와 바이이의 달 레이더 실험 이후 오로라와 유성 레이더에 대한 연구는 기본적으로 전리층 연구였다. 오로라와 유성의 전리 흔적의 원인은 지구 대기권 밖에서 발생하지만, 이러한 현상 자체는 본질적으로 전리층이다. 조드레르 천문대에서 유성과학과 극지 광학 연구는 진행 중인 레이더 천문학 계획의 건립을 위한 최초의 동력을 제공했지만, 확실히 유지의 힘은 아니었다. 지속 가능성은 달 연구에서 비롯됩니다. 하지만 많은 초기 레이더 천문학과 마찬가지로, 이 달 연구들은 전리층 연구에서 멀리 떨어진 적이 없다. 사실, 드비트와 바이의 개척적인 노력은 달의 레이더 메아리를 이용하여 전리층과 통신 연구의 새로운 지평을 열었다.

역사적으로 과학자들은 점점 더 낮은 전리층으로 제한되었다. 벨 전화 연구원 칼 얀스키 (Carl jansky) 가 1932 에서' 우주 소음' 을 발견해 더 높은 주파수가 전리층을 관통할 수 있음을 시사했다. 드비트와 바이이의 실험에 따르면 레이더는 낮은 전리층을 관통하는 수단으로 사용되어야 한다. 또한 Devit 은 전리층 굴절 이상 때문에 몇 분 동안 지속되는 신호 강도의 예기치 않은 변동을 관찰했습니다. 그의 의견으로는, 이 문제를 좀 더 조사해 주십시오.

오스트레일리아 과학 산업연구위원회 방사선물리학 지부에서 온 전리층 전문가 그룹은 프랭크 J 켈, C 알렉스 셰인, 찰스 히킨스와 같은 파동을 더 잘 설명하려고 시도했다. 1946 년 영국의 Lovel 이후 Kerr 와 Shane 은 유성으로부터 레이더 메아리를 얻을 가능성을 탐구했지만 Diana 프로젝트는 주의력을 달로 돌렸다.

다이애나 프로그램은 미국 우주계획과 레이더 천문학의 탄생을 상징한다. 레이더 천문학의 첫 번째 실험이자 다른 천체를 적극적으로 탐지하려는 첫 번째 시도이다.

다이애나호는 인공신호가 전리층을 관통할 수 있다는 것을 처음으로 증명하여 우주탐사선과 인류 탐험가를 위해 지구 외 무선통신 가능성을 개척했다.

보도 자료는 "신호원은 실험이 성공적이라고 확신하고 얻은 결과는 고된 검증을 거쳤다" 고 설명했다.

뉴스위크' 는 미국 육군부의 예측을 냉소적으로 의심하며 쥘 베른과 견줄 만하다고 말했지만 미 육군부는 신호병 실험의 의미를 이해했다. 여기에는 달과 행성의 정확한 지형 측량, 전리층 측정과 분석, 지구에서' 우주선' 과' 제트 또는 로켓 제어 미사일' 에 대한 무선 제어가 포함됩니다.

타임지는 다이애나가 아인슈타인의 상대성 이론을 검증할 수 있다고 보도했다.

전형적인 생활 리듬과는 달리, 두 뉴스 잡지가 모두 회의적인 태도를 취하는 것은 옳다. 그러나 상대성의 테스트를 포함한 병부의 모든 예언은 쥘 베른 소설의 형태로 이뤄졌다.

다이애나' 는 드비트 본인이 촬영한 것으로 로마 신화 속 달의 여신을' 다이애나' 로 명명할 계획이다. 부분적으로는' 그리스 신화 서적은 그녀가 해독된 적이 없다고 말했다' 는 이유다.

고대 그리스 신화 중' 아르테미스' 와' 역사적 맥박' 이라는 이름을 붙인' 다이애나' 호는 방금' 아르테미스' 프로그램, 즉 세계 해군 분야의 혁명적인 창작을 발표했는데, 이 프로그램은 마침 과학기술과 관련이 있다. 관심 있는 사람은 링크를 클릭하여 이동할 수 있습니다.

다이애나는 또한' 헤르메스' ('헤르메스 계획': 미영이' 짝퉁' 문제에서 좋은 케이크가 아니다),' 아폴로 계획' ('아폴로 계획': 역사를 빛내는 냉전 걸작) 과 같은 로마 신의 이름을 딴 관행도 세웠다.