ραντάρ

(radar, από τα αρχικά των αγγλικών λέξεων radio detection and ranging = ραδιοεντοπισμός και μέτρηση της απόστασης). Ηλεκτρονική συσκευή που εκμεταλλεύεται το φαινόμενο της ανάκλασης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό και τον προσδιορισμό της απόστασης διάφορων ακίνητων ή κινούμενων αντικειμένων, που βρίσκονται μερικές φορές σε αποστάσεις μεγαλύτερες από την οπτική ακτίνα του παρατηρητή. Ανακαλύφτηκε και τελειοποιήθηκε λίγα χρόνια πριν από τον B’ Παγκόσμιο πόλεμο, όταν η τεταμένη πολιτική κατάσταση ώθησε τις κυβερνήσεις της Ευρώπης και της Αμερικής να ενισχύσουν τις έρευνες για την πρακτική εκμετάλλευση του φαινομένου της ανάκλασης των ραδιοκυμάτων, που ήταν ήδη γνωστό θεωρητικά από τον Μάξουελ και είχε επαληθευθεί πειραματικά από πολλούς πρωτοπόρους του ραδιοφώνου, από τον Μαρκόνι μέχρι τον Άπλετον. Οι έρευνες αυτές, που κρατήθηκαν μυστικές για ευνόητους λόγους από τις αντίστοιχες κυβερνήσεις, έφεραν τη σχεδόν ταυτόχρονη επινόηση διάφορων τύπων ρ. στις διάφορες χώρες. Στην Αγγλία ομάδα επιστημόνων, με επικεφαλής τον σερ Ρόμπερτ Γουότσον Γουότ, έθεσε σε λειτουργία τον Απρίλιο του 1936 τον πρώτο παράκτιο πειραματικό σταθμό, ο οποίος στη διάρκεια του 1940, μετατράπηκε σε ένα πραγματικό αντιαεροπορικό φράγμα το οποίο υπεράσπισε αποτελεσματικά τις βρετανικές ακτές κατά τον πόλεμο· στα αμέσως επόμενα χρόνια εγκαταστάθηκαν τα πρώτα ρ. πάνω σε πλοία (1938 στο Sheffield). Στη Γερμανία, κατά την ίδια περίοδο, ο Ρ. Κίνχολντ πέτυχε θετικά αποτελέσματα κατασκευάζοντας ένα τύπο ρ. με περιορισμένη προστατευτική ακτίνα, κατάλληλο μόνο για πλοία και αεροπλάνα (1937 επί του θωρηκτού Grafvon Spee). Ανάλογα στη Γαλλία και κυρίως στις HΠA επινοήθηκαν και εφαρμόστηκαν διάφοροι τύποι ρ.· οι αμερικανικές εγκαταστάσεις στο Περλ Χάρμπορ εντόπισαν, στις 7 Δεκεμβρίου 1941, την επίθεση των Ιαπώνων, την οποία όμως εξέλαβαν ως πτήση φιλικών αεροπλάνων. To ρ. βελτιώθηκε σημαντικά κατά το 1940 με την επινόηση του μάγνητρου* (ταλαντώτρια εκατοστομετρικών κυμάτων) και τις διαδοχικές τελειοποιήσεις των σωλήνων καθοδικών ακτίνων που χρησιμοποιούνται για την ανάγνωση των δεδομένων. Οι πολλοί τύποι Ρ., που χρησιμοποιούνται σε πολυάριθμους τομείς διαφορετικούς μεταξύ τους, καθιστούν δύσκολη την πλήρη ταξινόμησή τους, είναι όμως δυνατό να διακρίνουμε μερικούς βασικούς τύπους, λαμβάνοντας υπόψη το σύστημα παραγωγής και εκπομπής του ηλεκτρομαγνητικού κύματος· έτσι έχουμε ρ. παλμικό, το πιο διαδεδομένο, ρ. συνεχούς κύματος, ρ. οπτικό. Αντίθετα ονομάζεται ρ. παθητικό ο εντοπιστής των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που εκπέμπονται από θερμικές πηγές και επομένως δεν απαιτείται ιδιαίτερος πομπός. Tο παλμικό ρ. αποτελείται βασικά από τον πομπό τον δέκτη και την κεραία: ο πομπός παράγει ηλεκτρομαγνητικά κύματα λίαν υψηλής συχνότητας (1000χ10.000 Mc/s ή MHz) υπό μορφή παλμών μεγάλης ισχύος (10χ10.000 Kw) και διάρκειας από 0,1 έως 10 μs. Ιδιαίτερα, ο πομπός αποτελείται από ένα ταλαντωτή λίαν υψηλής συχνότητας (*μάγνητρο, κλύστρον) nou στέλνει στην κεραία παλμούς ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων κατά σταθερά χρονικά διαστήματα με τη βοήθεια ενός κυκλώματος συγχρονισμού· τα χρονικά αυτά διαστήματα, που ποικίλλουν μεταξύ 1/50 και 1/10.000 του δευτερολέπτου, καθορίζουν την ικανότητα του Ρ., δηλαδή τη μέγιστη απόσταση από την οποία μπορεί να ληφθεί μια ηχώ· πράγματι, για να αποφευχθεί η ασάφεια των δεδομένων, το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ αποστολής και επιστροφής ενός παλμού πρέπει να είναι μικρότερο από το χρονικό διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών παλμών που εκπέμπει ο πομπός. Το τμήμα λήψης αποτελείται από ένα δέκτη, συνήθως υπερετεροδύνου τύπου, η έξοδος του οποίου συνδέεται κατάλληλα με ένα ταλαντοσκόπιο. Η κεραία, η οποία γενικά έχει παραβολοειδές σχήμα και είναι κοινή για τον πομπό και τον δέκτη, πρέπει να είναι πολύ κατευθυντική, για να παρέχει όσο το δυνατό μεγαλύτερη ακρίβεια εντοπισμού, και κινητή, για να μπορεί να εξερευνά μια πιο εκτεταμένη περιοχή. Η κίνηση της κεραίας επιτυγχάνεται με έναν ηλεκτροκινητήρα που την περιστρέφει με ταχύτητα συνήθως 10χ30 στροφές/λεπτό. Οι εκπεμπόμενοι από την κεραία παλμοί συναντούν κατά τη διαδρομή τους αντικείμενα με διαφορετικές ανακλαστικές ικανότητες, επί των οποίων ανακλώνται μερικώς και επιστρέφουν στην ίδια κεραία –η οποία με κατάλληλο ηλεκτρονικό μεταγωγέα συνδέεται, ύστερα από κάθε εκπομπή ενός παλμού, με τον δέκτη– και, αφού ενισχυθούν, εμφανίζονται τελικά στην οθόνη του ταλαντοσκοπίου, δηλαδή στην οθόνη του ρ., με τη μορφή φωτεινών κηλίδων ή κατακόρυφων παλμών, ανάλογα με τον τύπο απεικόνισης. Ιδιαίτερα στην οθόνη του ρ. εμφανίζονται δυο κηλίδες ή δυο παλμοί, από τους οποίους ο πρώτος π.χ. παλμός αντιστοιχεί στον παλμό εκπομπής και ο άλλος στην ηχώ του ανακλασθέντος κύματος. Από την απόσταση αυτών των δυο παλμών πάνω στην οθόνη του ρ., μπορούμε να υπολογίσουμε με τη βοήθεια μιας κλίμακας που ρυθμίζεται από τον χειριστή, την απόσταση του αντικειμένου από την εγκατάσταση του ραντάρ. Στον τύπο απεικόνισης ΡΡI (Ρlan Ρosition Indicator), τον πιο πλήρη και διαδεδομένο, το φωτεινό ίχνος «σχεδιάζει» συνεχώς πάνω στην οθόνη του ρ. έναν επίπεδο χάρτη της περιοχής γύρω από την εγκατάσταση· με τον τύπο ΡΡI είναι όμως αναγκαίο να χρησιμοποιούνται δύο ρ. για να δίνονται και οι τρεις διαστάσεις των αντικειμένων. Οι έρευνες που έγιναν στις HΠA οδήγησαν, το 1958, στην επινόηση ενός νέου τύπου ρ (3-D) ικανού, με μια μόνο κεραία και μια οθόνη, να δίνει και τις τρεις απαραίτητες διαστάσεις για τον εντοπισμό ενός αντικειμένου: απόσταση, αζιμούθιο, ύψος. Στο ρ. συνεχούς κύματος, η κεραία εκπέμπει συνεχώς ισχύ ώστε να μετράται με μεγάλη ακρίβεια η σχετική ταχύτητα του εντοπιζόμενου αντικειμένου: το δεδομένο εξάγεται από τη μέτρηση της μεταβολής της συχνότητας της ηχούς, που οφείλεται στο φαινόμενο Ντόπλερ. Ο τύπος αυτός του ρ. μπορεί να αποσβέσει αυτόματα τα ανακλασθέντα κύματα που προέρχονται από σταθερούς στόχους και να διατηρήσει την κεραία (επομένως και το αεροπλάνο αν επ’ αυτού υπάρχει εγκατεστημένο τέτοιο ρ.) σταθερά κατευθυνόμενη προς το κινητό αντικείμενο. Το λεγόμενο οπτικό ρ. χρησιμοποιεί ακτίνα λέιζερ, που εκπέμπει παλμούς συμφώνου φωτός ισχύος 10 Kw και με διάρκεια 1 μs (μικροδευτερόλεπτο). Ένα σημαντικό εξάρτημα του ρ. είναι το IFF (Identification Friend or Foe = εξακρίβωση φίλου ή εχθρού). Η συσκευή αυτή, που εγκαταστάθηκε στα αγγλικά αεροπλάνα κατά τον B’ Παγκόσμιο πόλεμο, είναι βασικά ένας πομποδέκτης, ο οποίος λειτουργεί όταν συλλάβει το σήμα του φιλίου ρ., δηλαδή του κυρίως ρ., και εκπέμπει με τη σειρά του σήματα με προκαθορισμένο κώδικα τα οποία, όταν ληφθούν από το κυρίως ρ., γίνονται ορατά στην οθόνη του και με τον τρόπο αυτόν διακρίνονται τα εχθρικά αεροπλάνα από τα φίλια. Το ίδιο σύστημα χρησιμοποιείται στην αεροπορία και στη ναυσιπλοΐα για την εξακρίβωση των ραδιοφάρων* (ραδιοφάροι κλήσης και απόκρισης). Το ρ. που γεννήθηκε στα χρόνια του πολέμου, έχει σήμερα τις πιο εκτεταμένες εφαρμογές στο στρατιωτικό πεδίο· στη συνέχεια άλλες σημαντικές εφαρμογές κατέστησαν τη χρήση του απαραίτητη στη ναυσιπλοΐα και στην αεροπορία, κυρίως κατά τη φάση της προσγείωσης· πολύ χρήσιμη αποδείχτηκε η συμβολή του στη μετεωρολογία, επειδή παρέχει τη δυνατότητα να εντοπιστούν από μεγάλη απόσταση οι καταιγίδες και οι κυκλώνες, να καθοριστεί το ύψος της βάσης και της κορυφής των νεφών, καθώς και η ταχύτητά τους, να παρακολουθούν τα μέτωπα, να προσδιοριστεί η ταχύτητα και η διεύθυνση των ανώτερων ανέμων, με την εξαπόλυση και παρακολούθηση μιας ελαστικής σφαίρας, κάτω από την οποία έχει τοποθετηθεί μια ανακλαστική επιφάνεια, και γενικότερα να μελετηθεί κάθε ατμοσφαιρικό φαινόμενο που μπορεί να προκαλέσει την ανάκλαση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων· οι πιο πρόσφατες εφαρμογές αφορούν την αστροναυτική και, ακόμα στο στρατιωτικό πεδίο, τα βαλλιστικά βλήματα. Ραντάρ σε κυβερνητικό κτίριο της Αγγλίας (φωτ. ΑΠΕ). Ραντάρ που χρησιμοποιείται για τη μελέτη των κλιματικών αλλαγών (φωτ. ΑΠΕ). Φωτογραφία από ραντάρ απεικονίζει κομμάτια από συντρίμμια διαστημόπλοιου, που εξερράγη πριν προσγειωθεί (φωτ. ΑΠΕ). Πολεμικό αεροπλάνο με ραντάρ (φωτ. ΑΠΕ).

* * *

το, Ν

(ηλεκτρον.) συσκευή ραδιοεντοπισμού εμποδίων, αεροσκαφών ή άλλων αντικειμένων, η λειτουργία τής οποίας στηρίζεται στη σύγκριση μεταξύ εκπεμπόμενων ραδιοηλεκτρικών σημάτων αναφοράς και τών ανακλώμενων ή επανεκπεμπόμενων σημάτων από την προς εντοπισμό θέση τους.

[ΕΤΥΜΟΛ. Αρκτικόλεξο από τις λ. Ra- (dio) D(etection) Α(nd) R(anging)].