El radar transpondedor Rebecca/Eureka era un sistema de radionavegación de corto alcance utilizado para el lanzamiento de fuerzas aerotransportadas y sus suministros. Constaba de dos partes, el sistema de antena y transceptor aéreo Rebecca y el transpondedor terrestre Eureka . Rebecca calculó el alcance del Eureka basándose en el tiempo de las señales de retorno y su posición relativa utilizando una antena altamente direccional. El nombre 'Rebecca' proviene de la frase " Reconocimiento de balizas ". El nombre 'Eureka' proviene de la palabra griega que significa "¡ Lo he encontrado! ".
El sistema fue desarrollado en el Reino Unido en el Telecommunications Research Establishment por Robert Hanbury Brown y John William Sutton Pringle . Rebecca era esencialmente un radar ASV adaptado a una nueva unidad de transmisión, mientras que el sistema Eureka era completamente nuevo. La producción inicial comenzó en 1943 y el sistema se utilizó para lanzar suministros a los combatientes de la resistencia en la Europa ocupada, después de la entrega de la unidad portátil Eureka. La Fuerza Aérea del Ejército de EE. UU. también inició la producción en EE. UU. y ambos ejemplos podrían usarse indistintamente. Con el tiempo, Rebecca/Eureka encontró otros usos, incluido el bombardeo a ciegas, la aproximación a un aeródromo y como ayuda para el aterrizaje a ciegas en forma BABS (Beam Approach Beacon Signal).
Como muchos de los sistemas de la era de la guerra usaban unidades de visualización similares, se introdujo el sistema Lucero para enviar las señales adecuadas para interrogar a cualquiera de estos sistemas, permitiendo usar una sola unidad de visualización de cualquier tipo para H2S , ASV, AI , Rebecca y BEBÉS.
Rebecca/Eureka debe su existencia en gran medida a los esfuerzos de Robert Hanbury Brown , un astrónomo y físico que trabajó con el grupo AMES del Ministerio del Aire en el desarrollo del radar. Durante 1940, Brown dirigió el desarrollo de una nueva versión del AI Mk. Radar IV que incluía un indicador de piloto , más conocido hoy en día como C-scope . Esta pantalla representaba directamente la posición relativa entre el caza y su objetivo, como si el piloto estuviera mirando a través de una mira. Se esperaba que esto aliviaría en gran medida los problemas que tenían los operadores de radar al intentar transmitir instrucciones desde sus instrumentos al piloto, especialmente a corta distancia. [1]
Los conjuntos de prototipos estuvieron disponibles a finales de 1940, y los primeros ejemplares de producción llegaron en enero de 1941. Durante un vuelo de prueba en febrero, el avión volaba a 20.000 pies (6,1 km) cuando el suministro de oxígeno de Hanbury Brown falló y se desmayó. El piloto de pruebas, Peter Chamberlain, se dio cuenta de lo sucedido y rápidamente aterrizó el avión. Brown se despertó en una ambulancia. [2] Este accidente, junto con los numerosos vuelos anteriores a gran altura, agravó una lesión en el oído que había recibido en la RAF Martlesham Heath en 1939, y durante la primavera fue hospitalizado para una operación de mastoidectomía en Brighton . La operación fue un éxito, pero una infección postoperatoria le provocó sordera de ambos oídos y fueron necesarias varias visitas de seguimiento. [2]
Cuando regresó al centro de investigación AMES, ahora en Worth Matravers y rebautizado como Establecimiento de Investigación de Telecomunicaciones (TRE), las principales investigaciones sobre los primeros conjuntos de IA habían terminado en favor de nuevos sistemas que funcionaban en frecuencias de microondas utilizando el magnetrón de cavidad recientemente inventado . Brown se había perdido la mayor parte del desarrollo de este sistema y ya no se le permitía volar a grandes altitudes, por lo que su trabajo en IA terminó. En cambio, lo colocaron en un nuevo grupo dirigido por John Pringle , un zoólogo de la Universidad de Cambridge , y los dos comenzaron a estudiar nuevas aplicaciones de las tecnologías de radar. [3]
En junio de 1941, Brown visitó el cuartel general del ejército en el antiguo aeródromo de Sarum para ver si la Escuela de Cooperación del Ejército del Comando de Cooperación del Ejército de la RAF podía hacer un buen uso del radar. Los escuadrones de Cooperación del Ejército llevaron a cabo una variedad de misiones que incluían observación de artillería, reconocimiento general y ataque terrestre . Descubrió que el grupo sólo estaba ligeramente interesado en el radar, pensando que podría ser un dispositivo útil para advertir sobre la aproximación de cazas enemigos, pero que estaban perfectamente contentos con el uso de banderas y señales de humo para la navegación y las comunicaciones. [3] Brown luego visitó un ejercicio militar que involucraba ataques terrestres en estrecha coordinación con el Ejército, y estaba convencido de que los sistemas de radar podrían usarse para mejorar estos resultados. Sin embargo, también se dio cuenta de que casi todas esas misiones serían llevadas a cabo por aviones de otras fuerzas, en particular la RAF, por lo que cualquier sistema que propusieran tendría que montarse en esos aviones. [4]
Luego, Pringle organizó una reunión con Brown y él mismo con el Comandante en Jefe (C-in-C) para la Cooperación del Ejército, Sir Arthur Barratt . En una larga conversación, los dos describieron las posibilidades del radar para el bombardeo, la navegación y el regreso a la base, todo lo cual resultó ser interesante para Barratt. Barratt luego afirmó que cualquier sistema que adoptaran tendría que caber en aviones monoplaza como el Tomahawk , lo que eliminaba la mayoría de estas posibilidades. Tanto Pringle como Brown se centraron entonces en el uso de un sistema de transpondedor combinado con los radares existentes para permitir bombardeos precisos o la entrega de suministros o tropas en paracaídas, una función que casi siempre se llevaría a cabo mediante aviones bimotores o más grandes. Si esta transmisión se transmite en la frecuencia de 200 MHz que entonces utilizan muchos radares británicos, cualquier avión con IA o un radar de barco aire-superficie podría captarla. [4]
Para ilustrar el concepto, Brown les dio un pequeño transpondedor y les dijo que lo escondieran en cualquier lugar dentro de un radio de 15 millas (24 kilómetros) del cuartel general de Cooperación del Ejército en Bracknell . Uno de los aviones TRE de la RAF Christchurch intentaría encontrarlo y dispararía una señal de humo a 100 yardas (91 m) de su ubicación. La prueba se llevó a cabo el 28 de julio de 1941, y mientras esperaban la llegada de su avión, otro avión se acercó al escondite y dio varias vueltas antes de despegar nuevamente. El Ejército sospechaba que habían enviado este avión para espiar el lugar. Justo cuando Brown logró convencerlos de que no eran espías, llegó su propio avión, un Bristol Blenheim , y disparó una señal de humo a sólo 50 metros del transpondedor. Sin duda, se le dijo al Ejército que lo escondiera nuevamente en otro lugar, esta vez eligiendo colocarlo debajo de un árbol en el césped de su cuartel general. Su Blenheim una vez más lo encontró fácilmente. Más tarde se supo que el primer avión era de la Unidad de Intercepción de Cazas que vio algún extraño fallo en su radar y decidió investigar. [5]
A pesar de las demostraciones exitosas y el apoyo entusiasta de Barratt y otros, no se recibió ningún pedido de inmediato para un sistema de transpondedor. Una visita a la sede aerotransportada en RAF Ringway finalmente daría como resultado pedidos tanto para el Reino Unido como para los EE. UU., pero tardarían algún tiempo en realizarse. [5]
Un resultado más inmediato de la visita a Ringway fue una invitación para que Brown se reuniera con un grupo secreto conocido como Ejecutivo de Operaciones Especiales (SOE) en Whitehall . Brown llegó y descubrió que en realidad esta no era su oficina y tuvo que demostrar su identidad antes de que le dijeran que la dirección real estaba bastante lejos. Cuando finalmente llegó a Baker Street no quedó impresionado. [6]
Luego, SOE explicó el problema que estaban teniendo al enviar suministros a los partisanos que operaban en toda Europa, incluso en lugares tan lejanos como Polonia . Brown explicó que su baliza podía verse hasta 50 millas (80 km) en buenas condiciones, pero que podría reducirse a tan solo 5 millas si estaba debajo de árboles o bloqueada de otra manera. SOE afirmó que era razonablemente seguro que lo colocarían en terreno abierto. Sin embargo, también afirmaron que sólo podrían navegar hasta unas diez millas de la baliza, lo que sería sólo marginalmente satisfactorio. Brown preguntó por qué no podían utilizar el sistema de navegación Gee para solucionar este problema, y cuando admitieron que no tenían idea de qué era, tuvo la satisfacción de decir que no podía explicárselo porque era secreto. [6]
Al final, llevaron a Brown a reunirse con el comandante en jefe del SOE y organizó una manifestación similar a la que se había realizado anteriormente para el ejército. A SOE se le entregó el transpondedor y se le dijo que lo escondiera en cualquier lugar dentro de un área grande, y que su avión no intentaría encontrarlo hasta una semana después. El 11 de febrero de 1942, uno de los Avro Ansons del TRE despegó de RAF Hurn y lo recogió a una distancia de 37 millas (60 km), acercándose y dejando caer dos contenedores en un radio de 200 yardas. Se realizó un pedido de inmediato. [7]
Uno de los principales problemas de los radares AI originales era que las transmisiones se extendían por todo el hemisferio frontal del avión. Las longitudes de onda más cortas, como las utilizadas en la IA, tendían a dispersarse desde el suelo, enviando una parte de la señal de regreso al avión, la "reflexión en el suelo" o "retorno al suelo". Por la sencilla razón de que el terreno es mucho más grande que el avión objetivo, la señal dispersa superó cualquier retorno del objetivo e hizo imposible ver ningún objetivo más lejos que la altitud actual del avión. En el caso de la misión de suministro, que se llevó a cabo a muy baja altura, esto claramente no iba a funcionar. [7]
Como la SOE tenía su propio avión y no era necesario hacer que el sistema funcionara con un diseño de radar de producción existente, la solución era relativamente sencilla. En lugar de que el transpondedor respondiera en la misma frecuencia y, por lo tanto, se perdiera en los reflejos del suelo, recibiría la señal del radar y luego la retransmitiría en una segunda frecuencia. En el avión, el receptor no estaría sintonizado con las emisiones del radar, sino con las del transpondedor. De esta manera, la reflexión del suelo simplemente se ignoraría, aunque a costa de requerir que el transpondedor tenga dos sistemas de antena separados. [7]
Alimentar el transpondedor fue un problema más serio. El sistema tenía que funcionar en cualquier clima, lo que hacía que las baterías de plomo-ácido convencionales no fueran adecuadas debido a su bajo rendimiento en climas fríos. El sistema también tuvo que almacenarse durante largos períodos de tiempo antes de ser activado, lo que nuevamente fue un argumento en contra del plomo-ácido. Se descubrió que la solución eran pequeñas baterías de níquel-hierro que podían recargarse repetida y rápidamente en el campo y funcionar en un amplio rango de temperaturas. Para proteger el sistema de la captura, estaba equipado con pequeños explosivos que destruirían una cantidad suficiente de los circuitos para hacer imposible determinar las frecuencias exactas que se estaban utilizando. Los transpondedores se montaron en maletas, seleccionadas caso por caso para que coincidieran con los tipos comunes que se utilizan en esa área. [8]
En 1942 se suministraron a la SOE una docena de transpondedores, momento en el que la participación de la TRE terminó en gran medida. Más tarde, Brown se enteró de que se utilizaron ampliamente durante la guerra. Un ejemplo, lanzado en Noruega, se utilizó en siete lanzamientos distintos, a pesar de haber estado enterrado durante la mayor parte de un año en una lata de galletas . [8]
El Comité de Equipo de las Fuerzas Aerotransportadas emprendió el desarrollo del sistema en el verano de 1942, financiando el desarrollo de baja prioridad de un sistema Mark II destinado a su uso en remolcadores de planeadores y aviones paracaidistas. En ese momento, se decidió que cada Eureka debería poder realizar interrogatorios desde hasta 40 aviones a la vez. También seleccionaron un diseño basado en varias subunidades que permitiera cambiar el equipo simplemente intercambiando subunidades de un chasis común.
Tanto Rebecca II como Eureka II fueron desarrollados por Murphy Radio , con una preproducción temprana de Rebecca II por Dynatron Radio . Se utilizó un sistema que utiliza una selección de condensadores sintonizados para seleccionar la frecuencia operativa entre un conjunto de cuatro. Buscando un controlador, Murphy seleccionó un sistema electromecánico de 5 posiciones de la Oficina General de Correos utilizado en sus sistemas de central telefónica . Una selección similar de cuatro canales estaba disponible en las unidades Eureka, pero se seleccionaban manualmente. Rebecca funcionaba con la red eléctrica del avión, mientras que Eureka funcionaba con baterías con una vida útil de unas seis horas.
En las pruebas, Eureka II demostró ser demasiado pesado para un uso práctico, por lo que se seleccionó a AC Cossor para construir una versión Mk III. Utilizaron válvulas estadounidenses en miniatura de la serie 9000 para esta versión y una batería mucho más pequeña con una duración de tres horas.
En diciembre de 1942, Brown fue trasladado en avión a los EE. UU. a través del Pan Am Clipper para reunirse con el Comando de Transporte de Tropas I de los EE. UU . [9] Comenzaron la producción de varias versiones del Mk. III como AN/PPN-1 (Eureka), AN/PPN-2 (Eureka portátil) y AN/TPN-1 (Eureka transportable). El AN/APN-2 (Rebecca), también conocido como SCR-729, utilizó una pantalla que se utilizó para varios propósitos.
Cuando muchos planeadores militares británicos no lograron llegar a sus zonas de aterrizaje en Sicilia, ni siquiera en excelentes condiciones, se inició un esfuerzo apresurado para desarrollar un sistema Rebecca III aún más pequeño y liviano. Cossor fue nuevamente seleccionado para el desarrollo, utilizando un receptor súper regenerativo y baterías para solo 30 minutos de funcionamiento. La versión Rebecca IIIN se utilizó para aviones de ataque en el teatro del Pacífico. Estas versiones utilizaban condensadores en las cinco posiciones del interruptor giratorio.
La introducción de los tubos B7G en miniatura en 1944 condujo a una nueva ronda de desarrollo del Rebecca/Eureka. Finalmente se desarrollaron docenas de variaciones diferentes.
El interrogador aéreo Rebecca transmitió un pulso de 4 a 5 μs ( microsegundos ) de duración a una velocidad de 300 pulsos por segundo en una frecuencia entre 170 y 234 MHz. Al recibir esta señal, el Eureka retransmite los pulsos en una frecuencia diferente. La unidad Eureka también incluía un sistema de codificación que alargaba periódicamente los pulsos durante un período de segundos, permitiendo enviar una señal de código morse para la identificación de la estación.
Esta señal de retransmisión fue recibida por dos antenas yagi direccionales en el avión que transportaba la unidad Rebecca, siendo la ubicación habitual de las antenas a ambos lados de la cabina del avión. Luego, la señal se envió a una pantalla de radar ASV convencional, con el eje vertical midiendo el tiempo (y por lo tanto la distancia) y el horizontal mostrando la intensidad de la señal. Si el avión se acercaba al Eureka desde un costado, el pulso horizontal se extendería más en un lado de la pantalla que en el otro, lo que indica la necesidad de que el avión gire hacia el punto más corto para volar directamente hacia el Eureka.
Hubo un ligero retraso en el Eureka entre la recepción de la señal y el pulso de retorno. A medida que las unidades Rebecca se acercaban al Eureka, la señal de retorno eventualmente se superpondría al pulso de interrogación y dejaría al sistema ineficaz. Esto ocurrió a una distancia de aproximadamente dos millas. En ese momento, la tripulación tuvo que recurrir a medios visuales para localizar la zona de lanzamiento. La dependencia de Eureka sin confirmación visual invariablemente resultaba en caídas prematuras, como durante los aterrizajes aéreos estadounidenses en Normandía .
Hubo muchas versiones del sistema. Los primeros modelos estaban limitados a una sola frecuencia; los posteriores podrían cambiar entre cinco frecuencias.
Eureka Mk VII era un transpondedor no móvil montado en bastidor utilizado en las bases de la RAF para que los aviones se dirigieran a su base.
Una versión Mark X de Rebecca y Eureka que funcionó en el rango de 1000 MHz. Esto fue desarrollado para su uso durante el reabastecimiento de combustible en vuelo , permitiendo que la aeronave receptora ubique el avión cisterna mientras mantiene el silencio de radio. El avión cisterna llevaba el Eureka y el avión receptor llevaba el Rebecca. Este equipo fue probado por el Escuadrón 214 a principios de los años 1960.
El nombre en clave Rebecca se deriva de la frase "reconocimiento de balizas".