משתמש:Ariel196/מכ"ם

היינריך הרץ (מימין) ואלכסנדר פופוב (משמאל), שניים מחלוצי מחקר המכ"ם

יסודות המכ"ם נטועים במהלך המאה ה-19, עת גילו חוקרים שונים את מאפייני האלקטרומגנטיות וממציאים המציאו את מכשיר הרדיו. ההבנה כי גלי רדיו המתפשטים במרחב בשדה אלקטרומגנטי עשויים להיות משודרים בצורה מכוונת מרדיו, עמדה בבסיס ההבנה כי באמצעות שידור כזה ניתן יהיה לאתר גופים גדולים ולהסיק מסקנות שונות לגבי מיקומם, גודלם ותנועתם. חלוץ העשייה המחקרית בתחום היה הפיזיקאי הגרמני היינריך הרץ. עוד בשנות ה-80 של המאה ה-19 הרץ היה הראשון שהדגים והראה את קיומה של קרינה אלקטרומגנטית, על ידי בניית מכשיר המשדר גלי רדיו ומתקן לקליטת הגלים. עשייתו של הרץ התבססה על עבודה תאורטית מוקדמת של הפיזיקאי הסקוטי ג'יימס קלרק מקסוול. מקסוול, אשר הרץ אימת והוכיח את טענותיו באשר לאלקטרומגנטיות, קיים את עיקר עבודתו בשנות ה-50 וה-60 של אותה המאה.^[1][2] כעשר שנים לאחר עבודתו של הרץ, הפיזיקאי הרוסי אלכסנדר פופוב בנה מקלט רדיו משלו. בשנת 1897, פופוב בחן מכשירי רדיו שהוצבו על שתי ספינות בים הבלטי והבחין בהפרעה כלשהי בגלי הרדיו. זמן קצר לאחר מכן חזה במעבר של כלי שיט שלישי במקום, והבין כי כלי זה הוא הסיבה להפרעה בה הבחין. בעקבות כך פופוב כתב כי גלי רדיו עשויים לשמש לגילוי עצמים, אך לא נעשה דבר כלשהו עם גילויו.^[2]

בראשית המאה ה-20 פעלו בגרמניה, בריטניה וארצות הברית חוקרים וממציאים אשר פיתחו בדומה לאלכסנדר פפוב הרוסי לפניהם מכשירי מכ"ם פרימיטיביים. בכל המקרים הם ניסו לעניין משקיעים רלוונטיים בהמצאתם, לרוב גופים צבאיים. הם צפו שהמכ"ם יוכל לשמש בראש ובראשונה ככלי עזר לשיט כמו גם לספק התרעה מפני כלי שיט מתקרבים. גורל כולם היה זהה לעבודתו של פופוב – הם לא זכו בהתעניינות משמעותית.

הניסיון המוקדם והמשמעותי ביותר לייצור מכ"ם בוצע על ידי המהנדס הגרמני כריסטיאן הולסהיימר (Christian Hülsmeyer) בהתבסס על פעילותו המוקדמת של היינריך הרץ. הולסהיימר פיתח מערכת מכ"ם משלו ובשנת 1904 הוא רשם עליה פטנט בתור "גלאי מכשולים ומכשיר לניווט ספינות" אשר ביכולתו לזהות "נוכחות של חפצים מתכתיים רחוקים".^[3][4] הולסהיימר, אשר כינה את המכשיר אותו יצר "טְלֶמוֹבִּילוֹסְקוֹפּ" (telemobiloscope), הציג והדגים את המצאתו בפני הצי הגרמני וחברות ספנות גדולות מגרמניה, בריטניה והולנד בנמלי הים של קלן ורוטרדם. המערכת שיצר התבססה על שידור גלי רדיו וקליטתם ומטרתה הייתה למנוע התנגשות בין כלי שיט. הולסהיימר לא זכה לעניין רב בעשייתו.^[1][5][6]

מעבר לאוקיינוס, במהדורת אוגוסט 1917 של המגזין The Electrical Experimenter, הפיזיקאי ומהנדס חשמל האמריקאי ניקולה טסלה תיאר בקווים כלליים את אופן פעולת המכ"ם:

אם אנחנו יכולים לירות קרן מרוכזת הכוללת זרם של מטען חשמלי רוטט בתדירות עצומה, שזה אומר מיליוני מחזורים לשנייה. ולאחר מכן ליירט קרן זו, אחרי שהיא השתקפה על ידי גוף צוללת למשל. ולגרום לכך שהקרן המיורטת תעטר מסך פלורסנט (בדומה לשיטת הרנטגן) על אותה ספינה או אחרת, אזי הבעיה שלנו לאיתור צוללות חבויות תיפתר.

המקור באנגלית

If we can shoot out a Concentrated ray comprising a stream of minute electric charges vibrating electrically at tremendous frequency, say millions of cycles per second. and then intercept this ray, after it has been reflected by a submarine hull for example. and cause this intercepted ray to illuminate a fluorescent screen (similar to the X-ray method) on the same or another ship, then our problem of locating the hidden submarine will have been solved.

— בראיון בלעדי עם ניקולה טסלה כפי שהובא במגזין:
Il. WINFIELD SECOR, "Tesla's Views on Electricity and the War", The Electrical Experimenter, Vol. V. Whole No. 52, P. 270, August 1917

בשנת 1922, שני חוקרים של הצי האמריקני הניחו משדר רדיו מצידו האחד של נהר הפוטומק ומלקט מצידו השני. גלי הרדיו שודרו מהמלקט ונקלטו במקלט, ולמעשה היה זה דגם מוקדם של המכ"ם הביסטטי. החוקרים, אלברט טיילור (Albert H. Taylor) וליאו יאנג (Leo C. Young), גילו כי ספינות העוברות דרך אלומות השידור נותנים את אותותיהם כשהם חוסמים את השידור. גם במקרה זה כמו במקרים קודמים, טיילור ויאנג הבינו מייד כי לצי עשויה להיות תועלת רבה מהגילוי שלהם. אך בדומה למה שקרה לקודמיהם, גם הם נענו בחוסר התעניינות.^[1][2][7]

כבר בעיצומה של מלחמת העולם הראשונה, בשנת 1915, הפיזיקאי הסקוטי רוברט ווטסון-וואט הראה לראשונה כי באמצעות גלי רדיו ניתן לספק התרעה לטייסים מפני מזג אוויר קשה. בשנים הבאות הוא האיץ בממסד הבריטי להתקדמות בנושא.^[8] את השנים הבאות העביר וואט בעבודה גם גופים מטאורולוגיים שונים תוך ניסיון לגייס את הטכנולוגיה המוקדמת של המכ"ם לתחום חיזוי מזג האוויר. וואט התעניין ביכולת לעקוב באמצעות גלי רדיו אחר סופות רעמים, ומכשיר שיצר לצורך זה הפך לפעיל בשנת 1922 עם תוצאות מוגבלות. בשנים הבאות ניסה וואט לזכות לתמיכה בפיתוחיו ולעורר עניין מחדש ביכולת לרתום אותם לסיוע למקצוע הטיסה, אך נכשל.^[9][10]

עליית מדרגה בפיתוח המכ"ם התרחשה רק בשנות ה-30 של המאה ה-20, אז החלו לפעול בתחום באופן עצמאי ובמקביל גורמי מחקר שונים בארצות הברית, בריטניה, גרמניה, צרפת, ברית המועצות, איטליה, הולנד ויפן.^[1] גל זה הושפע בעיקר מהחשש המתגבר לנוכח הפיתוח המואץ של מטוסים לצרכים צבאיים. היכולת לאתר מבעוד מועד מטוס אויב מתקרב נתפסה כמכרעת. ולאחר שהבסיס התאורטי ואף המעשי הונח כבר בעשרות השנים הקודמות, נוצרו במדינות אלו צורות שונות של מכ"מים אשר לחלקם היה תפקיד במלחמת העולם השנייה. אוסטרליה^[11], קנדה^[12], ניו זילנד^[13] ודרום אפריקה^[14], דומיניונים של בריטניה, היו שותפות בפיתוח ובשימוש במכ"מים הבריטיים. הונגריה^[15] פיתחה את הטכנולוגיה הנכספת במהלך שנות המלחמה.

בתקופה שבין מלחמות העולם נפוצו בבריטניה בתרבות הפופולרית, בדוחו"ת מודיעין ובעיתונות ספקולציות בדבר פיתוח גרמני אפשרי של נשק רב עוצמה העונה לשם "קרן מוות" (באנגלית: Death Ray). נשק זה לכאורה עושה שימוש בהקרנה של גלים אלקטרומגנטיים בתדירות גובהה לצורך הסבת הרג והרס בצד השני. בעקבות זאת, בשנת 1934 הקימה הממשלה את "הוועדה למחקר מדעי של ההגנה האווירית" (באנגלית: Committee for the Scientific Survey of Air Defence, או בקיצור CCAD). הוועדה ידועה גם כוועדת טטרד על שם העומד בראשה, המדען הנרי טיזרד, נשיא האימפריאל קולג' שבלונדון.^[16] חודשים ספורים לאחר מכן, פנתה הוועדה לפיזיקאי הידוע רוברט ווטסון-וואט, אשר היה זה מכבר נחשב לאחד מגדולי החוקרים של טכנולוגיית הרדיו, וביקשה את דעתו באשר לאפשרות קיומה של "קרן מוות". בלשכתו של ווטסון-וואט שללו את יכולת קיומו של נשק שכזה, אך ציינו כי שימוש דומה יכול להסב תוצאה אחרת: איתור מטוסי אויב מתקרבים. ברקע הדאגה הגוברת ממלחמה לנוכח שלטון הנאצים בגרמניה, הוועדה בפרט והממשלה הבריטית בכלל הביעו עניין בהצעתו של וואט ועודדו מהנדסים לקדם מחקר ופיתוח בתחום. בברכה הממשלה, עוד בשנת 1935 צוות של וואט הצליח לייצר אב טיפוס שהוכיח הצלחה בזיהוי כלי טיס ממרחק.^[10][17] בשנת 1938 כבר הוכיחו פעילות חמישה תחנות מכ"ם שהוקמו סביב לונדון,^[18] ועד לפרוץ המלחמה בשנת 1939 כעשרים תחנות מכ"ם דומות נפרסו לאורך חופיה של אנגליה,^[19] מספר אשר עלה למעל 60 עד לסוף המלחמה.^[20] תחנות אלו נודעו בתור הצ'יין הום (Chain Home או בקיצור CH) אשר הייתה מערכת המכ"ם הצבאית הראשונה להגיע למבצעיות.^[21] היכולות יוצאות הדופן של הצ'יין הום באו לידי ביטוי בטווח סריקה של עד 100 קילומטר תוך יכולת להתריע מפני בואם של מטוסים גרמניים. לצ'יין הום הייתה השפעה מכרעת על ניצחון הבריטיים בקרב על בריטניה כאשר זה פרץ בשנת 1940 ולסיום הבליץ בשנה שלאחר מכן עם שובה של העליונות האווירית לזכות חיל האוויר המלכותי.^[10] בהמשך, לאחר שעברו הגרמנים לשיגור טילים בליסטיים מסוג V-2 על ערי בריטניה, הצ'יין הום הוכיח יכולת לזהות גם אותם.^[22]

חודשים ספורים קודם לכן, באביב 1940, ניראה היה כי מצבה המדיני של בריטניה בכי רע. תוך שבועות אחדים צרפת נפלה בידי הגרמנים, בקרב על בריטניה חיל האוויר המלכותי נאבק בעוז בלופטוואפה הגרמני ללא הכרעה, ומעל הכל ארצות הברית מיאנה להצטרף למלחמה לטובת בריטניה. הנרי טיזרד, אשר עמד זה מכבר על פיתוח המכ"ם בבריטניה, שקד לשכנע את וינסטון צ'רצ'יל למסור את סודות המכ"ם לארצות הברית, מתוך תקווה שהדבר יסייע לתחושת המחויבות האמריקנית לבריטניה. צ'רצ'יל נעתר לבסוף להצעתו וטיזרד יצא בתחילת ספטמבר בראש מלשחת של אנשי מדע וצבא אל וושינגטון הבירה.^[23] למעשה הגיע טיזרד לארצות הברית בעקבות רוברט ווטסון-וואט, אשר הגיע לשם כבר בשנת 1939 במטרה לסייע בהקמת מכ"ם אמריקני.^[10] בוושינגטון המשלחת של טיזרד, אשר ענתה לשם "המשלחת הטכנית והמדעית הבריטית" (the British Technical and Scientific Mission), נפגשה עם אנשי הצבא והצי והעבירה להם ארגז ברזל. הארגז היה מלא במסמכים רבים המפרטים את עקרונות המכ"ם, הרכבו ואופן פעולתו, ואף היה בו מגנטרון. העברת המידע תרמה לשיתוף הפעולה בין המדינות ולפיתוח המכ"ם בארצות הברית.^[23] עוד באותו החודש הקומה במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס מעבדה סודית, כחודשיים לאחר מכן המגנטרון עבר לייצור תעשייתי בארצות הברית, ובראשית 1941 כבר הותקנו מכ"מים ניידים על מטוסים אמריקניים ובריטיים.^[24]

עוד בטרם נרקם שיתוף הפעולה הבריטי-אמריקני, פעלו מדענים בצי האמריקני על פיתוח מערכת מכ"ם. בפרוץ המלחמה כבר היה המכ"ם הימי CXAM פעיל ומותקן על מספר נושאות מטוסים, סיירות ומשחתות.^[25] בשלב מאוחר יותר, בשנת 1940, פיתח הצבא את המכ"מים המשמעותיים SCR-268 ו-SCR-270, אשר ייעודם היה איתור מטוסי אויב. טבילת האש המבצעית הראשונה שלהן הייתה במתקפה היפנית על פרל הארבור ב-7 בדצמבר 1941. בהוואי היו מוצבים שישה מערכות מכ"ם מדגם SCR-270 והם צפו בהצלחה את המטוסים הפינים המתקרבים. עם זאת, עיבוד והבנות המשמעות של תצפיות המכ"ם פוענחה באיטיות ולכן לא היה למכ"ם תפקיד משמעותי הגנה על פרל הארבור.^[1]

"אנשים צעירים מבוקשים למכ"ם הצי", זו הכותרת של מודעה לעידוד הגיוס לצי האמריקאי כטכנאי רדיו לתפעול מערכות מכ"ם. המודעה, אשר הופצה בארצות הברית בשנות מלחמת העולם השנייה, מציינת כי מסלול ההכשרה אורך עשרה חודשים ומבטיחה כי התפקיד הוא הזדמנות לחוות את "אחד מהפיתוחים החדשים והמרגשים ביותר במלחמה" תוך כדי הבטחת "עתיד גדול אחרי המלחמה".