Hackear cuando importa: la guerra de los imanes

En 1940, Inglaterra estaba en serios problemas. La máquina de guerra nazi arrasó Europa durante casi dos años, reclamando países en la media luna desde Noruega hasta Francia y aislando la isla del continente. La Batalla de Gran Bretaña rugió en el cielo sobre el Canal de la Mancha y la costa sur del país, mientras que la Blitzkrieg destruyó Londres con una lluvia nocturna de bombas y terror. Todo el país se movilizó, listo para que la inevitable fuerza invasora de Hitler atravesara el Canal de la Mancha y consiguiera otra víctima.

Hemos visto antes que ninguna idea que pudiera ayudar a cambiar el rumbo se consideraba demasiado arriesgada o demasiado descabellada para correr riesgos. De hecho, muchas de las ideas que surgieron de las mentes prolíficas y desesperadas de los inventores británicos influyeron en el curso de la guerra de formas que nunca hubieran podido predecir. Pero hubo un invento que no solo influyó en la guerra, sino que tiene un sólido reclamo de ser su invento clave, uno sin el cual el resultado de la guerra sería casi con certeza mucho peor, y uno que se convertiría en una tecnología crítica de la posguerra. era de la guerra, lo que conduciría directamente a innovaciones en las comunicaciones, la ciencia de los materiales y más. Y los riesgos asumidos para desarrollar esta idea, el magnetrón de cavidad y los sistemas utilizables en campo basados ​​en él, son asombrosos en términos de su alcance y audacia. Así es como luchó el magnetrón.

Corto pero poderoso

Durante la mayor parte de los primeros días de la radio, la mayor parte de la innovación se dirigió a proporcionar comunicación de forma remota. Ya se trate de radiotelegrafía, radiotelefonía o incluso radiodifusión, la distancia era lo que impulsaba. Cuanto más alcance un solo transmisor, se necesitarán menos enlaces para comunicarse entre dos puntos y mayor será la audiencia a la que podría llegar la transmisión. Debido a la física de la propagación de radiofrecuencia, esto puso toda la acción en las longitudes de onda más largas, el espacio en el espectro con longitudes de onda entre unos 10 metros y unos 100 metros.

Algunos investigadores buscaron más arriba en el espectro, donde las longitudes de onda se miden mejor en centímetros. Estas frecuencias no serían de mucha utilidad para las comunicaciones o la radiodifusión a larga distancia, pero es necesario explorarlas y explotarlas y, por lo tanto, deben desarrollarse las herramientas y tecnologías necesarias para producirlas.

Uno de los dispositivos utilizados para generar ondas de radiofrecuencia de onda corta fue un descubrimiento casi accidental y, como muchas grandes ideas, comenzó como una forma de eludir las protecciones de patentes a la gran idea de otra persona. Tal fue el caso en 1917 cuando Albert Hull, un investigador de General Electric en los Estados Unidos, trabajó en formas de controlar el flujo de electrones en un tubo de electrones sin ocuparse de las patentes de triodo de Lee DeForest. El tubo de DeForest usaba campos para controlar las corrientes de electrones, por lo que Hull experimentó con campos magnéticos para hacer lo mismo. Hull llamó a su invento un "magnetrón". La compra de la patente del triodo por parte de su empleador puso un mayor desarrollo del magnetrón en el quemador trasero, pero no antes de que Hull descubriera que al verificar cuidadosamente el campo magnético en un valor crítico, el tubo podría emitir ondas de radiofrecuencia con una longitud de onda mucho más corta, menos de un metro - que cualquier otra cosa entonces.

Al mismo tiempo, físicos de todo el mundo han estado trabajando en tecnologías similares para producir longitudes de onda más cortas. Los científicos alemanes y checoslovacos utilizaron triodos modificados para producir el primer oscilador de microondas verdadero (1 GHz y superior), y el científico japonés Hidetsugu Yagi, más tarde famoso por la antena Yagi-Uda, desarrolló su propio diseño de magnetrón que producía longitudes de onda tan cortas como 5, 6. cm. Investigadores holandeses, franceses e ingleses también despegaron, empujando hacia abajo las longitudes de onda mientras aumentaban la potencia de radio al cambiar el diseño de los magnetrones.

Boot y Randall

Magnetrón hueco de Mrjohncummings CC-BY-SA 2.0

Con la guerra en el horizonte, pocos de ellos pasaron por alto el hecho de que las potentes ondas de radio de onda corta serían extremadamente útiles para la detección remota de aeronaves y muchos otros usos. La competencia entre países por la superioridad de las microondas fue feroz: en todo el mundo, se presentaron no menos de 2.000 solicitudes de patente entre 1920 y el final de la guerra en 1945. El proceso de invención simultánea fue una especie de proceso de selección artificial en el que las buenas ideas se identificaron rápidamente y se utilizaron para mejorar proyectos. Este proceso condujo al magnetrón hueco, un proyecto con una cavidad central cilíndrica rodeada por orificios similares dispuestos a su alrededor y conectados a él por ranuras estrechas. Usado, un cátodo central emite electrones que giran alrededor de la cavidad central bajo la influencia de un fuerte campo magnético, atravesando las grietas e induciendo fuertes campos de microondas dentro de las cavidades resonantes.

Los magnetrones huecos creados correctamente pueden producir microondas potentes. Para los británicos, la tarea de transformar el magnetrón hueco en un dispositivo funcional recayó en John Randall y Harry Boot, físicos de la Universidad de Birmingham. Se les dio un objetivo simple pero elevado: construir una fuente de microondas de 1000 vatios con una longitud de onda de 10 cm, específicamente para radares aéreos que podrían usarse contra los alemanes y sus bombardeos nocturnos.

Esto no sería malo, ya que en ese momento, Boot y Randall ni siquiera habían oído hablar del imán hueco. Pero hicieron sus deberes y, después de unas semanas, construyeron un prototipo que podía producir 400 W a una longitud de onda de 9,9 cm. Este éxito condujo rápidamente a mejoras; apuntaron a su objetivo de eficiencia de 1 kW una semana después, y en semanas posteriores se construyeron magnetrones de 10 e incluso 25 kW. Gracias a Boot y Randall, el magnetrón estaba casi listo para la batalla.

Al otro lado del estanque

Desafortunadamente, los británicos tuvieron un problema. Rodeada por el enemigo y casi aislada del resto del mundo mientras se movilizaba contra la inminente invasión, Inglaterra no tenía forma de transformar el magnetrón de Boot y Randall en armas utilizables. Se enfrentaron a una decisión difícil: guardar el secreto y arriesgarse a morir con ellos, o compartir el secreto para poder usarlo contra el enemigo. Era hora de buscar ayuda al otro lado del Atlántico.

La idea de un intercambio de tecnología con los estadounidenses fue una idea de Henry Tizard, jefe del Comité de Investigación Aeronáutica, bajo cuyos auspicios se creó el magnetrón. Tizard ofreció lo que era esencialmente un regalo a los estadounidenses, un conjunto de todos los secretos importantes que tenían los británicos. Este recorrido por el tesoro tecnológico incluyó no solo Magnetonron Boot y Randall, sino también proyectos para fusibles cercanos, explosivos plásticos, tanques autosellables, cohetes, supercargadores, pistolas e incluso documentos que detallan la viabilidad de una bomba de fisión. Con la aprobación de Churchill, casi todos los secretos ganados con tanto esfuerzo de Gran Bretaña serían entregados a los yanquis, sin vínculos, con solo la esperanza de un vínculo extraordinario entre las dos naciones y el aislamiento y el poder industrial de los entonces neutrales Estados Unidos. en algo para ayudar al esfuerzo bélico.

Magnetrón hueco construido en la década de 1940 que fue desmantelado en 2015 por la Oficina de Investigación Naval de EE. UU.

Seis hombres, en su mayoría militares, formaron lo que se llamaría "El mago de las misiones". Acompañaron el escondite secreto, que incluía un prototipo funcional del Magnetron Boot-Randal, durante su viaje casi inimaginablemente arriesgado a través de las aguas sumergidas del Atlántico Norte. De alguna manera, la misión Tizard llegó a salvo a Halifax, Nueva Escocia, y fue rápidamente transportada a Washington para las reuniones.

En cuestión de semanas, el prototipo de magnetrón se entregó a Bell Labs en Nueva Jersey, donde se hicieron las primeras 30 copias del eventual millón producido en los Estados Unidos. El magnetrón eventualmente se volvería lo suficientemente pequeño y liviano como para ser utilizado en radares aéreos, con versiones más grandes y poderosas renderizadas a bordo y en tierra. El magnetrón estaba armado y no hay duda de que influyó en el enjuiciamiento de la guerra.

El historiador James Phinney Baxter dijo que el magnetrón hueco que la misión Tizard trajo a los Estados Unidos era "la carga más valiosa jamás traída a nuestras costas". Aunque ciertamente no se pasa por alto debido a la importancia y difusión de las microondas en todo, desde la comunicación hasta la cocina, es difícil comprender el impacto que todos los tesoros contenidos en una simple lata tendrían en la segunda mitad del siglo XX. Tanto en la guerra como en la paz, Mission Wizard sentó muchas de las bases tecnológicas para el período de posguerra, con el magnetrón hueco a la cabeza.

  • Ostraco dice:

    "Uno de los dispositivos utilizados para generar ondas de radiofrecuencia de onda corta fue un descubrimiento casi accidental y, como muchas grandes ideas, comenzó como una forma de eludir las protecciones de patentes a la gran idea de otra persona".

    U otras restricciones. Vienen las células de memoria.

    Con la aprobación de Churchill, casi todos los secretos ganados con tanto esfuerzo de Gran Bretaña serían entregados a los yanquis, sin condiciones, con solo la esperanza del vínculo extraordinario entre las dos naciones y el aislamiento y el poder industrial del entonces neutral Estados Unidos. Lo haría. resultar en algo para ayudar al esfuerzo de guerra. "

    Los constantes submarinos sumergiendo el transporte marítimo habrían sido un incentivo a largo plazo.

    • Gregg Eshelman dice:

      Los límites de la administración Bush a la financiación pública de nuevas investigaciones con células madre embrionarias han estimulado la investigación y el desarrollo con células madre adultas, que han dado muchos más frutos.

      No había ninguna restricción sobre la investigación embrionaria * financiada con fondos privados *, pero las empresas de investigación médica preferirían chupar la tesis del dinero de los impuestos.

  • PirateLabs dice:

    Impresionante historia sobre un gran truco histórico.

    • METRO dice:

      Lástima que omita casi toda la historia.

      Olvidó Chain Home, H2S y casi todos los demás radares británicos. Ir a leer "La invención que cambió el mundo" [1] o quizás los episodios apropiados de "La guerra secreta" [2].

      Este artículo parece que los británicos fueron los últimos en caer en un invento obvio, y luego gritaron a los Estados Unidos que guardaran su tocino.

      [1] https://www.amazon.ca/Invention-That-Changed-World-Technological/dp/0684835290
      [2] http://www.dailymotion.com/video/x123k8x
      http://www.dailymotion.com/video/x1dr0vo

  • drwho8 (@ drwho8) dice:

    No olvidemos el próximo gran problema: el acceso controlado desde el suelo. Y adivinen quién trabajó en eso, ¿verdad? Una cabeza llamada Clarke. Sí, el escritor. Su único libro, que no era Ciencia ficción, dio una explicación interesante. Pero en general una buena edición. Además, la ubicación de Info Age en Nueva Jersey tiene una colección increíble allí, incluidos los primeros ejemplos de RADAR.

    • TGT dice:

      ¿No descubrió también órbitas geofijadas y algunas otras cosas? Tengo que dárselo, no está mal.

      • MK 2 dice:

        No las órbitas, pero demostró que podrían usarse para construir una red global de comunicaciones por satélite. Esa fue una gran visión en 1945.

        • JohnU dice:

          ¿No comienza 2001 (el libro) con un tipo en una estación espacial leyendo las noticias en su iPad a través de Internet ... todo escrito en 1945?

          • Juan Kocurek dice:

            No había ningún libro de 2001 que no fuera el coescrito con la película. Sin embargo, esta película de finales de la década de 1960 mostró un dispositivo muy parecido a un iPad. Pero también lo hizo Star Trek, que fue aproximadamente en el mismo período.

      • PirateLabs dice:

        Sí, descubrió cómo podríamos poner satélites geoestacionarios en órbita a unas 22.500 millas para permitir la comunicación global. Un hombre brillante.

        • Jonathan Wilson dice:

          De hecho, el trabajo de Clarke se ha utilizado como técnica anterior para refutar algunas patentes relacionadas con satélites.

          • Steven-X dice:

            +1

    • geocrasher dice:

      Casualmente, acabo de terminar su libro hace unas noches. ¡Es una buena lectura! Se llama "Slippery Road".

  • Circuito más corto dice:

    Creo que el pentodo de la viga se creó de la misma manera, para evitar la patente de Mullard sobre la rejilla adicional entre la rejilla de la pantalla y la placa.

    • Ostraco dice:

      Hay dos palabras poderosas en el idioma inglés. Los primeros niños aprenden a temprana edad. "No", con el otro "sí". Como en "sí, voy a quitarles ese millón de dólares de las manos".

  • forwardprgrmr dice:

    Lectura obligatoria: Tuxedo Park
    Aquí está la historia de Alfred Loomis y su participación en todo esto. Gran libro.

    • vactor20 dice:

      ISBN?

      • Nombre de usuario dice:

        http://lmgtfy.com/?q=tuxedo+park+loomis+book

  • Comentario aleatorio dice:

    Para cualquiera que sienta curiosidad por el historiador citado al final del artículo, Baxter escribió el premio Pulitzer "Científicos contra el tiempo", ganador del premio Pulitzer. Suena como una gran lectura.

    En otra nota, Amazon muestra el título actualmente disponible "Científicos contra el tiempo: El papel de los científicos en la Segunda Guerra Mundial" por HA Feiveson. Parece desafortunado usar el mismo título principal que el libro de Baxter sin un crédito obvio, al menos en la página de Amazon. ¿Alguien sabe algo de esto?

  • Jeff dice:

    ISBN 9780684872889

  • echodelta dice:

    Una crítica del arte de la cabeza. No deberían tener ese feo logotipo de Bell que inicialmente se describió como un casco alemán de la Segunda Guerra Mundial con cosas que sobresalieran.

    • Herbert dice:

      Una cosa interesante sobre el arte del encabezado: (en mi opinión) La bandera más grande jamás ondeó. En ninguna parte encontrará una bandera más atractiva. Vergonzosamente representa tanta restricción a la libertad

      • Ren dice:

        ¡Es bueno que el Sr. Kim no haya puesto esa bandera al revés!

    • BrilaBluJim dice:

      Sobre todo porque ese emblema no existió hasta finales de la década de 1960.

  • Chris Williams dice:

    Faltan muchos nombres en una historia mucho más amplia, el Dr. Taffy Bowen fue un programador y viajó a los Estados Unidos. Muestre y transmita la tecnología
    Al visitar los Estados Unidos unos años después de la guerra, pudo recuperar Su magnetrón original de un museo importante (para su disgusto).
    Esta pieza de historia invaluable fue dada en mi club de radio local aquí en Sydney AU durante una conferencia que dio al club antes de su muerte en 1991.
    https://csiropedia.csiro.au/bowen-edward-george-taffy/

  • David Edward Pratt dice:

    Mi jefe de departamento, cuando estaba en la universidad, estaba ocupado con eso. Describió una extraña dificultad que habían experimentado. Los maquinistas estadounidenses al principio no pudieron producir un magnetrón funcional y los británicos enviaron uno de ellos. Usando exactamente los mismos bocetos, hizo un magnetrón funcional. Los maquinistas estadounidenses comenzaron a producir magnetrones de trabajo sin cambiar ni un solo paso en el proceso.

    • piachoo dice:

      bueno, ¿y exactamente por qué sucedió eso?

  • Obviamente alemán dice:

    Sin duda el magnetrón hueco fue un paso impresionante y ayudó a los británicos en masa al final de la guerra, pero la implicación de que un día no había radar y al día siguiente los británicos lo inventaron es frustrante. Los alemanes ya tenían la línea Kammhuber antes incluso de que comenzara "The Mission Wizard". Después de que comenzara la guerra, un estenico del té alemán capturado dirigió gran parte de la investigación aliada. Demonios, los alemanes tenían un radar terrestre de 200 millas de largo alcance e incluso un radar en aviones en 1942.

    • Ren dice:

      Cuando era niño, leí un libro para niños sobre un plan británico para cruzar el Canal de la Mancha y capturar brevemente un sitio de radar alemán y quitar algunas de sus partes antes de huir. IIRC, fue desde el punto de vista de un niño francés que les ayudó en su esfuerzo.

      • Ren dice:

        No recuerdo el nombre del libro, pero el ataque aparentemente fue Operation Biting

        https://en.wikipedia.org/wiki/Operation_Biting

        • Ren dice:

          ¿"Comandos de radar" de Bernard Glemser?

          https://eo.wikipedia.org/wiki/Bernard_Glemser

  • Andre van Kammen dice:

    En los Países Bajos llamamos imán a un microondas

  • Ren dice:

    En "Empire of the Air", mencionan la investigación de radar del MIT (podría estar equivocado sobre el MIT). IIRC, tuvieron problemas para entender las guías de ondas. Mientras probaban un radar experimental en un avión, continuaron pidiéndole al piloto que encontrara un objetivo de barco más grande para ver si podían conseguirlo. Después de que el piloto respondiera a varias de esas solicitudes, el barco anterior era el Queen Mary.

  • Mate dice:

    La historia no menciona uno de los trucos más notables de la Segunda Guerra Mundial. La forma interna del magnetrón era compleja y muy difícil y costosa de producir, hasta que alguien pensó en hacerlo con láminas delgadas de estampación barata y luego apilarlas juntas.

Maya Lorenzo
Maya Lorenzo

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