شهد القرن التاسع عشر نهضة علمية واسعة أفرزت العديد من العلماء العمالقة، الذين تمكنوا من التوصل إلى الكثير من الاكتشافات والاختراعات الهامة للبشرية، ومن تلك الاختراعات كان الرادار، فمن هو مكتشف الرادار؟ وما هي تطبيقاته الهامة في الحياة؟ اقرأ لمعرفة ذلك.
جهاز الرادار
جهاز الرادار هو نظام يستخدم موجات الراديو للكشف عن وجود الأجسام واتجاهها ومسافتها وسرعتها، وقد طُور الرادار في الأصل لأغراض عسكرية، ومنذ ذلك الحين أصبح لديه العديد من التطبيقات واسعة النطاق في المجالات المدنية مثل الطيران والملاحة البحرية والتنبؤ بالطقس ومراقبة حركة المرور.
ويتضمن المبدأ الأساسي للرادار إرسال موجات الراديو نحو منطقة معينة، وعندما تصطدم هذه الموجات بجسم ما، تنعكس بعض الطاقة مرة أخرى باتجاه جهاز استقبال الرادار، ومن خلال تحليل الوقت الذي تستغرقه موجات الراديو في العودة وإزاحة دوبلر للإشارة المرتدة (التي تشير إلى الحركة النسبية للكائن)، يمكن لنظام الرادار تحديد الخصائص المختلفة للأجسام المكتشفة.
وتختلف أجهزة الرادار من حيث الحجم والتعقيد، بدءًا من الوحدات المحمولة الصغيرة المستخدمة لضبط السرعة إلى المنشآت الكبيرة على السفن أو الطائرات، إذ يمكن أن تعمل في نطاقات تردد مختلفة، وكل منها يقدم مزايا حسب متطلبات التطبيق المصنعة لأجله، وتستمر تكنولوجيا الرادار في التطور، مع التقدم في معالجة الإشارات مما يؤدي إلى تحسين قدراتها وتعدد استخداماتها.
وضع روبرت واتسون وات الأساس لتكنولوجيا الرادار الحديثة وكان له تأثير واضح على التطبيقات العسكرية والمدنية
من هو مكتشف الرادار
يُنسب الفضل في اكتشاف وتطوير تكنولوجيا الرادار إلى العالم روبرت واتسون وات باعتباره أحد الشخصيات الرئيسية في تطوير تكنولوجيا الرادار في ذلك، وهذه نبذة عن حياته:
- ولد روبرت واتسون في 13 أبريل من عام 1892، في بريشين -أنجوس، اسكتلندا.
- درس الهندسة الكهربائية في جامعة سانت أندروز، وعمل كأخصائي أرصاد جوية في مكتب الأرصاد الجوية في المملكة المتحدة.
- شارك واتسون وات في الأبحاث المتعلقة بالكشف عن العواصف الرعدية في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، وأدرك على إثرها قدرة موجات الراديو في اكتشاف الطائرات واقترح على الحكومة البريطانية فكرة استخدام موجات الراديو للكشف عن وجودها.
- قاد واتسون وات عملية تطوير أول نظام رادار عملي في المملكة المتحدة في أواخر الثلاثينيات، وأدت جهود فريقه إلى إنشاء شبكة رادار تشاين هوم، والتي لعبت دورًا حاسمًا في الدفاع عن بريطانيا خلال الحرب العالمية الثانية.
- قدم واتسون وات مساهمات كبيرة في مجال الأرصاد الجوية وتكنولوجيا الراديو أيضًا، كما قام بتأليف العديد من الأبحاث حول الانتشار الإذاعي وعلوم الغلاف الجوي.
- واصل واتسون وات عمله العلمي وشغل مناصب مختلفة في الحكومة والأوساط الأكاديمية بعد انتهاء الحرب.
- حصل واتسون على العديد من الأوسمة والجوائز لمساهماته في العلوم والتكنولوجيا، بما في ذلك وسام الفروسية (1942) ووسام الاستحقاق (1966).
- تقاعد واتسون من عمله الرسمي في الخمسينيات وعاش في اسكتلندا حتى وفاته، في 5 ديسمبر 1973، في مدينة إينفيرنيس.
لقد وضع عمل روبرت واتسون وات الأساس لتكنولوجيا الرادار الحديثة وكان له تأثير واضح على التطبيقات العسكرية والمدنية في جميع أنحاء العالم.
مراحل اكتشاف الرادار
تضمنت رحلة روبرت واتسون وات نحو اكتشاف وتطوير الرادار عدة مراحل رئيسية وتجارب علمية. فيما يلي نسلط الضوء على ذلك:
- كان واتسون وات هو أول من تصور فكرة استخدام موجات الراديو للكشف عن الأجسام أثناء عمله على اكتشاف العواصف الرعدية، واقترح فكرة أن موجات الراديو يمكن أن تنعكس من الطائرات للكشف عن وجودها.
- بدأ واتسون بإجراء تجارب أولية لاختبار جدوى كشف الطائرات باستخدام موجات الراديو، وقام بتطوير نماذج أولية أساسية لتوضيح مبدأ انعكاس الموجات الراديوية.
- أجرى واتسون وات عرضًا توضيحيًا للحكومة البريطانية، حيث نجح في اكتشاف طائرة باستخدام موجات الراديو.
- قاد واتسون عملية تطوير أول نظام رادار عملي في المملكة المتحدة، بالتعاون مع فريق من العلماء والمهندسين لتصميم وبناء النظام الذي أصبح يُعرف فيما بعد باسم شبكة رادار Chain Home.
- انتقل واتسون إلى مرحلة الإشراف على تركيب محطات الرادار على طول الساحل البريطاني، حيث لعبت هذه المحطات دورًا مهمًا في كشف وتتبع طائرات العدو خلال الحرب العالمية الثانية، وساهمت بشكل كبير في الدفاع عن بريطانيا.
- أحرز واتسون تقدمًا في تصميم الهوائي ومعالجة الإشارات وتكامل النظام الموجي لتعزيز أداء الرادار وموثوقيته.
تمثل هذه المراحل تطور عمل واتسون وات من التصور الأولي للرادار إلى تنفيذه العملي ونشره على نطاق واسع خلال الحرب العالمية الثانية، مما وضع الأساس لأنظمة الرادار الحديثة المعمول بها اليوم.
أهمية الرادار
منذ اكتشاف الرادار توسع العلماء في تطوير واختراع العديد من التطبيقات له في مختلف القطاعات، نظراً لقدرته على الكشف الدقيق عن وجود الأشياء وموقعها وحركتها. ومن أهم تطبيقات الرادار نذكر:
-
الدفاع العسكري
تُستخدم أنظمة الرادار على نطاق واسع للدفاع الجوي لاكتشاف وتتبع الطائرات والصواريخ والتهديدات الجوية الأخرى، حيث يوفر الرادار في الجو والبر والبحر قدرات الإنذار المبكر والمراقبة وتتبع الأهداف للقوات العسكرية.
-
الطيران
يعد الرادار أداةً بالغة الأهمية في مراقبة الحركة الجوية، حيث يوفر معلومات عن مواقع الطائرات وارتفاعها وسرعتها لضمان السفر الجوي الآمن والفعال، وتساعد أنظمة رادار الطقس الطيارين على التنقل عبر الظروف الجوية السيئة من خلال الكشف عن العواصف والاضطرابات والمخاطر الأخرى.
-
الملاحة البحرية
يساعد الرادار الملاحة البحرية من خلال الكشف عن السفن الأخرى والعوائق والكتل الأرضية، خاصة في ظروف الرؤية الضعيفة، مما يجنبها الاصطدام والمناورة في الممرات المائية المزدحمة وأثناء الأحوال الجوية السيئة.
-
التنبؤ بالطقس
يلعب رادار الطقس دورًا حيويًا في مراقبة أنماط الطقس والتنبؤ بها من خلال الكشف عن هطول الأمطار والعواصف والظواهر الجوية القاسية، حيث يوفر الرادار معلومات قيمة عن سرعة الرياح واتجاهها وقوتها مما يعزز دقة التنبؤ وقدرات الإنذار المبكر واتخاذ الاحتياطات اللازمة.
-
بحوث الأرصاد الجوية والمناخ
يستخدم الرادار لدراسة الظواهر الجوية، مثل تكوين السحب، وعمليات هطول الأمطار، وأنماط الرياح، إذ يساعد الرادار العلماء في فهم ديناميكيات المناخ والأحداث الجوية القاسية والاتجاهات المناخية طويلة المدى.
-
الاستشعار عن بعد
تُستخدم تقنيات الاستشعار عن بعد في الرادار في مراقبة الأرض، بما في ذلك رسم خرائط التضاريس ومراقبة الغطاء النباتي واكتشاف التغيرات في استخدام الأراضي والغطاء الأرضي، ويوفر الرادار صورًا عالية الدقة للتطبيقات في مجالات الزراعة والغابات والجيولوجيا والرصد البيئي.
-
عمليات البحث والإنقاذ
يساعد الرادار في تحديد موقع الطائرات والسفن والأفراد المنكوبة في حالات الطوارئ، خاصة في البيئات النائية أو البحرية، مما يساعد فرق البحث والإنقاذ من خلال تحديد الأهداف المحتملة وتوجيه جهود الإنقاذ دون إضاعة الوقت والجهد والمال.
-
المراقبة والأمن
يُستخدم الرادار لمراقبة المحيط العام ومراقبة الحدود وتأمين البنية التحتية ضد عمليات الاقتحام والوصول غير المصرح به، إذ توفر أنظمة الرادار الأرضية والطائرات بدون طيار قدرات مراقبة واسعة النطاق للوكالات العسكرية ووكالات إنفاذ القانون.
يعود الفضل في اكتشاف الرادار إلى العالم الاسكتلندي روبرت واتسون وات، والذي أسهمت تجاربه وجهوده في العديد من التطبيقات الهامة ومنها الاستشعار عن بعد، والتنبؤ بالحالة الجوية، وفي مجالات الملاحة البحرية والطيران والدفاع العسكري وغيرها.
