El capitán Nicholas Hunter Heck (1 de septiembre de 1882 - 21 de diciembre de 1953) fue un oficial de carrera del Cuerpo de Inspección Costera y Geodésica de los Estados Unidos . Heck, un destacado geofísico de su época, realizó importantes contribuciones al estudio de la sismología y la oceanografía . También revolucionó la topografía hidrográfica al desarrollar la técnica de topografía con arrastre de alambre e introdujo la medición de distancias por radioacústica en la hidrografía de la Inspección Costera y Geodésica .
Nicholas Hunter Heck nació el 1 de septiembre de 1882, [1] hijo de John Lewis Heck (1843-1927) [1] y de Mary Frances Hays (1848-1904), [1] en Heckton Mills, un asentamiento llamado así por su abuelo, el Dr. Lewis Heck (1810-1890) [1] , en el condado de Dauphin , Pensilvania , cerca de lo que ahora es Heckton . Después de la educación primaria y secundaria en escuelas privadas en Harrisburg , Pensilvania, Heck asistió a la Universidad de Lehigh , de la que se graduó con una licenciatura en Artes en 1903 a pesar de sufrir un ataque de fiebre tifoidea . Continuó estudiando en la universidad durante un año más, recibiendo una licenciatura en Ciencias en ingeniería civil en 1904. [1]
Después de terminar la universidad, Heck aceptó un empleo civil en el Servicio Geodésico y Costero de los Estados Unidos en 1904. Ese año, el Servicio Geodésico y Costero introdujo el método de arrastre de alambre para realizar estudios hidrográficos , que antes de la llegada del sonar de barrido lateral y el sonar multihaz a finales del siglo XX era el único medio para buscar obstrucciones submarinas o barcos o aviones hundidos en grandes áreas de agua. [2] Entre 1906 y 1916, Heck fue responsable de gran parte del desarrollo de la técnica de arrastre de alambre, expandiendo la capacidad de los sistemas de arrastre de alambre de un área relativamente limitada a barridos que cubrían canales de dos a tres millas náuticas (3,7 a 5,6 km) de ancho. La prospección con arrastre de alambre jugó un papel notable en la limpieza de canales no estudiados en las aguas de Alaska , descubrió cientos de obstrucciones en otros lugares y resultó particularmente útil para los Estados Unidos durante su participación en la Primera Guerra Mundial . La técnica del arrastre de alambre fue una importante contribución a la prospección hidrográfica durante gran parte del resto del siglo XX, y no cayó en desuso hasta principios de los años 1990. [1] [2] [3]
Estados Unidos entró en la Primera Guerra Mundial del lado de los Aliados el 6 de abril de 1917. El 22 de mayo de 1917, el Cuerpo de Inspección Costera y Geodésica de los Estados Unidos, el antecesor del Cuerpo de Oficiales Comisionados de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica , fue creado como un nuevo servicio uniformado de los Estados Unidos para mejorar la participación del Cuerpo de Inspección Costera y Geodésica en el esfuerzo bélico. Heck fue comisionado como teniente en el nuevo servicio, y estuvo entre los oficiales del Cuerpo de Inspección Costera y Geodésica transferidos el 24 de septiembre de 1917 bajo la Orden Ejecutiva 2707 a la Fuerza de Reserva Naval de los Estados Unidos para el servicio en tiempos de guerra con la Armada de los Estados Unidos . [4]
El 24 de septiembre de 1917, el día de su asignación a la Armada, Heck fue comisionado como teniente en la Fuerza de Reserva Naval, y el 9 de octubre de 1917 fue asignado a la Estación Experimental Naval en New London , Connecticut . Su trabajo allí, bajo la Junta Especial de Dispositivos Antisubmarinos , implicó el estudio de una serie de temas complicados, pero se centró en el uso de la acústica submarina como medio para detectar submarinos y desarrollar un dispositivo de cable de arrastre para localizar submarinos en reposo en el fondo del mar. El 18 de septiembre de 1918, fue reasignado al Cuartel General Naval de los EE. UU. en Londres , Inglaterra , para poner en uso operativo el equipo desarrollado durante su tiempo en New London. Los preparativos para poner el equipo en servicio se completaron el 5 de noviembre de 1918, pero el 7 de noviembre recibió órdenes de suspender las operaciones. La guerra terminó el 11 de noviembre de 1918, y después de eso, el funcionamiento del nuevo equipo antisubmarino cesó por completo. [4]
El 15 de diciembre de 1918, Heck regresó a New London y reanudó sus funciones en la Estación Experimental Naval. El 25 de febrero de 1919, recibió un ascenso a teniente comandante de la Fuerza de Reserva Naval. Su servicio en la Marina finalizó el 19 de marzo de 1919. [4]
Heck regresó al servicio como oficial del Coast and Geodetic Survey Corps el 20 de marzo de 1919, [4] trayendo consigo la experiencia en acústica submarina que adquirió durante su gira con la Marina, así como contactos con investigadores de la Marina de los EE. UU., la Marina Real y el Cuerpo de Artillería Costera del Ejército de los Estados Unidos que investigaban la aplicación práctica de la acústica en un entorno oceánico. [5] Durante los siguientes años, los avances en la aplicación de la acústica al sondeo de profundidad y la navegación le brindarían la oportunidad de revolucionar las técnicas de topografía hidrográfica .
En el período inmediatamente posterior a la Primera Guerra Mundial, la investigación sobre el uso de la acústica había dado como resultado una capacidad primitiva de utilizar el sonido para medir profundidades al rebotarlo en el fondo del mar y medir el tiempo que tardaba el sonido en hacer el viaje de ida y vuelta. [6] A principios de 1923, los experimentos en esta área realizados por el Departamento de la Marina de los Estados Unidos , así como por los franceses y los británicos, [7] sugirieron a Heck que el Coast and Geodetic Survey debería considerar la adopción de esta nueva técnica de ecosondeo en su trabajo de topografía, [6] utilizándola para hacer sondeos de profundidad en aguas profundas de forma más rápida y económica que desplegando largas líneas de plomo hasta el fondo desde los barcos de topografía; una profundidad de 20.000 pies (6.096 metros) se podía medir en solo unos ocho segundos con una ecosonda, mientras que el uso de una línea de plomo para determinar la profundidad podía llevar una hora. [8]
Además, los faros , boyas y barcos faro a lo largo de la costa de los Estados Unidos en los últimos años habían recibido cada vez más ayudas a la navegación que usaban campanas submarinas para generar sonidos que los barcos que se acercaban podían detectar; al notar el rumbo de cada fuente de sonido, la tripulación de un barco determina la posición de su barco incluso cuando la mala visibilidad no permitía avistar una luz. [5] [6] En 1923, se agregó un transmisor de radio a estos sistemas para que pudieran transmitir una señal que los identificara a los barcos que se acercaban e informara a los barcos que emitirían una señal acústica en un cierto intervalo de tiempo definido después de la señal de radio, lo que permitía a un barco determinar su dirección y distancia de la ayuda a la navegación. [5] [6] Mientras tanto, la Sección de Medición de Sonido Subacuático del Cuerpo de Artillería Costera del Ejército de los EE. UU. había llevado a cabo experimentos posteriores a la Primera Guerra Mundial en aguas poco profundas en Vineyard Sound, frente a la costa de Massachusetts, en los que había detonado cargas explosivas bajo el agua en los extremos de las líneas de base establecidas y había medido el tiempo que tardaba el sonido en llegar a los hidrófonos en los otros extremos de las líneas de base para establecer mediciones muy precisas de la velocidad del sonido a través del agua. [5] [6]
Al darse cuenta del potencial de estas aplicaciones de la acústica para la prospección hidrográfica y la navegación , particularmente a lo largo de la costa oeste de los Estados Unidos , donde la niebla frecuentemente interfería con los intentos de fijar las posiciones de los barcos con precisión, el coronel Ernest Lester Jones , entonces director del Coast and Geodetic Survey, en consulta con los oficiales del Coast and Geodetic Survey Corps, decidió investigar el uso de la acústica tanto en la búsqueda de profundidad como en la navegación. [7] Con su experiencia en acústica en la Primera Guerra Mundial, Heck, quien para entonces era jefe de la División de Magnetismo Terrestre del Coast and Geodetic Survey, fue la elección obvia para liderar este esfuerzo. En enero de 1923, el Coast and Geodetic Survey había decidido instalar un telémetro sónico Hayes (una de las primeras ecosonda) a bordo del buque de reconocimiento USC&GS Guide , que el Coast and Geodetic Survey planeaba poner en servicio en su flota más tarde ese año, y cuando Heck se puso en contacto con EA Stephenson del Cuerpo de Artillería Costera del Ejército de los EE. UU. para informarle de este plan y preguntar más sobre los experimentos de Vineyard Sound, Stephenson sugirió que un sistema de hidrófonos que detectaran el sonido de las explosiones submarinas podría permitir a los barcos del Coast and Geodetic Survey fijar su posición mientras realizaban estudios. [7]
Heck estuvo de acuerdo, pero creía que las ayudas a la navegación existentes no satisfarían las necesidades del Coast and Geodetic Survey en términos de inmediatez y precisión de las posiciones fijas. [7] Se imaginó mejorar los conceptos anteriores mediante la creación de lo que se conoció como el método de medición acústica por radio (RAR). En el concepto de Heck, la tripulación de un barco de reconocimiento dejaría caer una carga explosiva desde la popa del barco, la detonaría y anotaría la hora en que el sonido llegara al barco utilizando un cronógrafo . Los hidrófonos instalados en posiciones conocidas también detectarían el sonido cuando llegara a sus ubicaciones y luego enviarían automáticamente una señal de radio al barco en el instante en que detectaran el sonido, registrando también esa hora con el cronógrafo del barco. La notificación prácticamente instantánea que recibía el barco de que el sonido había llegado a un conjunto determinado de hidrófonos le permitía a la tripulación del barco calcular la distancia entre su barco y los hidrófonos calculando la diferencia entre el momento en que el barco escuchó la explosión y el momento en que el sonido de la detonación llegó a los hidrófonos distantes y luego multiplicando este tiempo por la velocidad del sonido a través del agua. Al realizar estos cálculos para hidrófonos en al menos dos ubicaciones conocidas diferentes, la tripulación del barco podía usar la triangulación para fijar la posición de su barco. [7] [8]
Heck supervisó las pruebas en la sede de Coast and Geodetic Survey en Washington, DC, que demostraron que el registro a bordo del momento de una explosión podía realizarse con la suficiente precisión para que su concepto funcionara. [7] Trabajó con el Dr. EA Eckhardt, un físico , y M. Keiser, un ingeniero eléctrico , de la Oficina Nacional de Normas para desarrollar un sistema de hidrófono que pudiera enviar automáticamente una señal de radio cuando detectara el sonido de una explosión submarina. [7] Cuando Guide fue puesta en servicio en 1923, Heck la tenía basada en New London, Connecticut, y dispuso que estuviera bajo su dirección tanto para probar la capacidad de su nueva ecosonda para hacer sondeos de profundidad precisos como para realizar experimentos de medición de distancia por radioacústica en cooperación con el Cuerpo de Artillería Costera del Ejército de los EE. UU. A pesar de muchas dificultades, las pruebas tanto de ecosonda como de medición de distancia por radioacústica concluyeron con éxito en noviembre de 1923. [7]
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A fines de noviembre de 1923, con Heck a bordo, Guide comenzó un viaje a través de Puerto Rico y el Canal de Panamá hasta San Diego , California , donde estaría basada en el futuro, con su ruta planificada para llevarla a una amplia variedad de profundidades oceánicas para que pudiera continuar probando su ecosonda. [7] Guide hizo historia durante el viaje, convirtiéndose en el primer barco de Coast and Geodetic Survey en usar ecosonda para medir y registrar la profundidad del mar en puntos a lo largo de su curso; también midió las temperaturas del agua y tomó muestras de agua para que la Institución Scripps para la Investigación Biológica (ahora la Institución Scripps de Oceanografía ) en La Jolla , California, pudiera medir los niveles de salinidad . [7] También comparó los sondeos de ecosonda con los realizados con líneas de plomo, descubriendo que usar una sola velocidad de sonido a través del agua, como había sido la práctica anterior de quienes realizaban experimentos de ecosonda, arrojaba resultados de búsqueda de profundidad acústica que no coincidían con las profundidades encontradas por líneas de plomo. [7] Antes de llegar a San Diego en diciembre de 1923, había acumulado muchos datos útiles para el estudio del movimiento de las ondas sonoras a través del agua y la medición de su velocidad en diferentes condiciones de salinidad, densidad y temperatura. [7]
Al llegar a California, el personal de Heck y Guide , en consulta con la Institución Scripps, desarrolló fórmulas que permitieron un sondeo ecográfico preciso de las profundidades en todas las aguas, excepto en las más someras, e instaló hidrófonos en La Jolla y Oceanside , California, para permitir la experimentación con la medición radioacústica. [7] Bajo la dirección de Heck, Guide realizó experimentos en la costa de California durante los primeros meses de 1924 que demostraron que era posible realizar un sondeo ecográfico preciso utilizando las nuevas fórmulas. Los experimentos con la medición radioacústica, a pesar de las dificultades iniciales, demostraron que el método era práctico, aunque la dificultad para lograr que algunas de las cargas explosivas detonaran obstaculizó parte del programa experimental. [7] En abril de 1924, el Coast and Geodetic Survey concluyó que tanto el sondeo ecográfico como la medición radioacústica eran fundamentalmente sólidos, sin problemas fundamentales por resolver, y que todo lo que quedaba necesario era continuar desarrollando y perfeccionando ambas técnicas durante su uso operativo. Heck entregó el desarrollo continuo del sondeo por eco y la medición de distancias por radioacústica al comandante del Guide , el comandante Robert Luce, y regresó a sus funciones en Washington, DC [7].
El primer método no visual de navegación en la historia de la humanidad, y el primero que podía utilizarse a cualquier hora del día o de la noche y en cualquier condición meteorológica, la medición por radioacústica fue un gran paso adelante en el desarrollo de los sistemas de navegación modernos. Heck revolucionó la prospección oceánica mediante el uso de la medición por radioelectrónica para establecer la ubicación de los barcos, una de sus principales contribuciones a la oceanografía. [1] [6] [9] [10] Su trabajo también ayudó a desarrollar tablas de velocidad del sonido submarino que permitieron establecer "profundidades reales" de hasta cinco millas (8,0 km) utilizando ecosondeos, [1] y en 1928 todos los barcos de Coast and Geodetic Survey se unieron a Guide para tener capacidad de sondeo en aguas profundas. [9] [10]
Heck se desempeñó como Jefe de la División de Sismología y Magnetismo Terrestre del Coast and Geodetic Survey [2] y fue un líder en el desarrollo de la geofísica , [2] un campo en el que tenía una amplia gama de intereses. [1] Hizo importantes contribuciones a la sismología en su investigación sobre la energía consumida en la producción de terremotos , [1] e identificó los focos de actividad sísmica en áreas montañosas, costeras y submarinas. [11] En la década de 1930, llamó la atención sobre una correlación entre los epicentros de los terremotos y la dorsal mesoatlántica , [2] publicando por primera vez un mapa de sismicidad mundial que mostraba la actividad sísmica allí en 1932. [12] [13]
Durante su carrera, Heck sirvió como oficial al mando de cinco de los buques de investigación más grandes de la flota del Coast and Geodetic Survey. El último puesto que ocupó Heck fue el de asistente científico del director del Coast and Geodetic Survey, [1] que en ese momento era el contralmirante Leo Otis Colbert . Heck se retiró con el rango de capitán el 30 de abril de 1945. [1]
La Universidad de Lehigh le otorgó a Heck un doctorado honorario en ciencias en 1930. En 1941, la Universidad de Fordham también le otorgó uno. Entre sus otros premios académicos se incluyen Phi Beta Kappa y Sigma Xi . [1]
La Unión Geofísica Americana le otorgó a Heck su Medalla William Bowie [1] en 1942.
Heck fue presidente de la Unión Geofísica Americana de 1932 a 1935 y de la Sociedad Sismológica de América de 1937 a 1939. También se desempeñó como presidente de la Asociación Sismológica de la Unión Internacional de Geodesia y Geofísica , la Sociedad Filosófica de Washington y el capítulo de Washington, DC, de la Sociedad de Sigma Xi . [1] Heck también fue miembro o becario de la Academia de Ciencias de Washington, la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia , la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles , la Sociedad de Ingenieros Militares Estadounidenses , la Unión Geofísica Americana , la Sociedad Geológica de América , la Sociedad Geográfica Nacional , el Cosmos Club y el Federal Club. [1]
Heck volvió a menudo a la Universidad de Lehigh para dar conferencias sobre una variedad de temas, y con frecuencia contribuyó al Boletín de Antiguos Alumnos de Lehigh . [1] Escribió numerosas publicaciones de Coast and Geodetic Survey sobre topografía con arrastre de alambre, compensación de la brújula magnética , la velocidad del sonido en el agua de mar , medición de distancias radioacústicas y la historia de los terremotos en los Estados Unidos. También escribió muchos artículos sobre magnetismo y sismología que se publicaron en los Estados Unidos y otros países, y fue el autor de un libro popular publicado en 1936 titulado Earthquakes . [1] [14]
Heck nunca se casó. [1]
Heck murió en el Hospital Mount Vernon en el condado de Fairfax , Virginia , el 21 de diciembre de 1953. [1] Fue enterrado en el Cementerio Nacional de Arlington . [15] [1] Los portadores honorarios del féretro en su funeral incluyeron a los contralmirantes Leo Otis Colbert, Robert FA Studds , Robert W. Knox y Jean H. Hawley y los capitanes Albert J. Hoskinson, Elliot B. Roberts, Frank S. Borden, Clement L. Garner, Henry W. Hemple, Robert F. Luce y Gilbert T. Rude , todos del Cuerpo de Inspección Costera y Geodética de los Estados Unidos, y el Sr. Raymond Swick, un empleado civil del Cuerpo de Inspección Costera y Geodética. [1]
El buque auxiliar de reconocimiento de Coast and Geodetic Survey USC&GS Heck (ASV 91), que entró en servicio en 1967, recibió el nombre de Heck. [2] Junto con su buque gemelo USC&GS Rude (ASV 90), participó en estudios de arrastre de alambre. Después de la creación de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica el 3 de octubre de 1970 , Heck y Rude pasaron a formar parte de la flota de la NOAA como NOAAS Heck (S 591) y NOAAS Rude (S 590) y continuaron las operaciones de arrastre de alambre juntas hasta finales de los años 1980, cuando las nuevas tecnologías ( el sonar de barrido lateral y el sonar multihaz) hicieron que el método de arrastre de alambre quedara obsoleto. A partir de entonces, Heck operó de forma independiente como parte de la flota de la NOAA hasta 1995. [2]