“戴安娜”计划:军方兴奋，媒体怀疑，人类在混乱中又前进了一大步。
戴安娜计划
雷达天文学
保密
美国陆军小中校·约翰·h·德维特
1946
无线电信号从月球反射回来，接收反射回来的信号。
1940年代，美国和匈牙利的研究人员首次从月球上反弹雷达波，还有人首次对流星进行了系统的雷达研究。这些实验构成了用雷达对太阳系的初步探索。要了解雷达天文学的开端，首先要考察雷达在无线电中的起源、电离层研究的决定性作用以及二战引发的雷达技术的飞速发展。
早在1922年6月20日，在纽约电气工程师协会和无线电工程师协会的联席会议上，无线电先驱吉列尔莫·马可尼就建议使用无线电波来探测船只。正如赫兹第一次展示的那样，电波可以被导体完全反射。在我的一些测试中，我注意到数英里外的金属物体对这些波的反射和偏转的影响。
应该有可能设计出一种装置，使船只能够向任何需要的方向发射或投射这些射线的发散光束。如果这些射线遇到金属物体(如另一艘船或舰艇)，就会被反射回接收器，接收器会从发送船上的本地发射器中筛选出来，从而立即显示另一艘船在大雾或密集天气中的存在和方位。这种安排的另一个优点是，即使这些船只没有配备任何种类的无线电，它也可以警告船只的存在和方位。
到1939年9月，德国入侵波兰(“鹅罐头”行动:“正经”雅利安人最可靠的“假旗”行动)，二战正在进行，日本、法国、意大利、德国、英国、匈牙利、俄罗斯、荷兰、加拿大、美国都可以用无线电探测定位测量技术状态。雷达不是发明，而是从实验室工作台发展到工厂车间，是无线电技术的不断改进和完善。在日本、欧洲和北美，雷达的出现或多或少是同时发生的，而不是全球无线电研究的结果。
虽然雷达在第二次世界大战中获得了压倒性的认可，但历史学家肖恩·索斯(Sean S. Soth)认为，1930年代后期高性能和远程飞机的兴起将推动先进无线电导航设备的设计，包括雷达，即使没有战争。然而更重要的是，电离层研究促进了60年代和60年代雷达的发展。正如历史学家亨利·古拉克指出的那样，“雷达是由熟悉电离层的人开发的。这是一个相对简单的军事用途，一个众所周知的科技改编，雷达的发展——同时出现在许多不同的国家。”
电离层研究在雷达史和后来的雷达天文学中占有重要地位。电离层研究是英国军用雷达及其首批雷达研究人员和研究机构的必备技术。正如我们将看到的，战后，电离层研究也促进了雷达天文学的出现。一个典型的例子是首次在月球上成功的雷达实验。在实验室主任德维特的指导下，这个实验是在新泽西州贝尔马附近的陆军埃文斯信号实验室用通信兵设备进行的。
约翰·h·德维特(John H. Devit)出生于田纳西州纳什维尔，曾在范德比尔特大学工程学院学习两年。范德比尔特没有开设电气工程课程，因此德维特辍学，以满足自己对广播和业余无线电的兴趣。纳什维尔第一个无线电台建成后，1929年，德维特加入了纽约贝尔电话实验室的技术人员，在那里他设计了无线电发射机。1932年，他回到纳什维尔，成为WSM电台的首席工程师。德维特对卡尔·扬斯基发现的“宇宙噪音”很感兴趣。他建造了一架射电望远镜，搜寻来自银河系的无线电信号。
1940年，Dewit试图通过反射来自月球的无线电信号来研究地球的大气层。他在笔记本上写道:“我突然想到，从月球反射超短波是可能的。如果能做到这一点，将为研究高层大气开辟广阔的可能性。据我所知，还没有人从地球上发射波，并在整个地球大气层中测量它们的返回。”
5月20日晚，德威特试图利用为WSM电台配置的接收器和80W发射器，在月球上反射138 MHz (2m)的无线电波，但由于接收器不够灵敏，他失败了。
1942年，在加入新泽西州惠普尼贝尔电话实验室(Whipanibel Telephone Laboratory)的工作人员为海军设计雷达天线后，德维特被任命为埃文斯信号实验室的执行官，后来担任主任。
戴安娜计划在新泽西州沃尔镇(蒙茅斯堡的一部分)埃文斯营的一个实验室里建造一个大型发射机、接收机和天线阵列。发射机是二战时期高度改进的SCR-271雷达装置。在1.4秒的脉冲下，以111.5 MHz的频率提供3000瓦的功率，应用于天线。这是一个由8×8半波偶极子阵列组成的“弹簧”反射阵列天线。反射信号在大约2.5秒后被接收，并且接收器补偿多普勒调制的反射信号。天线只能在方位上旋转，所以只有在月亮升起和落下的时候，当月亮穿过一个宽度为15度的波束，天线的仰角是水平的时候，才能进行尝试。当月亮经过天线方向图的每个波瓣时，每次会被观测40分钟左右。
8月1945，10，美国向日本发射第二颗原子弹后的第二天，两国军事敌对行动停止。Devit没有立即停止作业。他开始计划他的“宠物计划”，在月球上反射无线电波。他以罗马神话中的月亮女神命名这个项目为“戴安娜”。
1945年9月，德维特召集了他的团队:哈罗德·d·韦伯博士、赫伯特·p·考夫曼博士、e·金·斯托多拉和杰克·莫芬森。实验室理论研究组的Walter S. mcphee博士计算了月球的反射率，天线和机械设计组、研究组和其他实验室组的成员也做出了贡献。
没有人试图专门为实验设计主要部件。接收机、发射机和天线的选择基于现有设备，包括无线电先驱埃德温·H·阿姆斯特朗(Edwin H Armstrong)为信号兵设计的特殊晶体控制接收机和发射机。晶体控制提供频率稳定性，设备提供所需的功率和带宽。地球和月球的相对速度使得回波信号与发射信号相差300 Hz，这就是所谓的多普勒频移。窄带接收器允许调谐到回波的精确无线电频率。正如德维特后来回忆的那样:“我们意识到月球的回声非常微弱，因此我们必须使用非常窄的接收器带宽来将热噪声降低到可容忍的水平...我们每次都必须调整接收器的频率，使其与发射的频率略有不同，因为地球的自转和径向速度会对当时的月球产生多普勒频移。
在9英寸的阴极射线管上，接收到的回声既是视觉的也是听觉的，也就是180 Hz的嘟嘟声。天线是一对“弹簧”天线，来自一个SCR-271固定雷达，并排放置形成32偶极子阵列天线，安装在30米(100英尺)的塔上。天线只有方位控制，找更好的机构不现实。所以实验仅限于月亮的升降。
1946 65438+10月10，小中校·约翰·h·德维特在新泽西的蒙茅斯堡使用“弹簧”桅杆天线，美国陆军通信兵，反射月球上的雷达回波。SCR-271固定雷达的两个天线并排放置，形成32偶极子阵列天线，安装在100ft (30m)的塔台上。
信号员试了几次，但都失败了。“设备非常混乱，”德维特回忆道。最后，在1946 1:48 10月10的早晨，月亮升起的时候，他们把天线对准地平线，开始发射信号。具有讽刺意味的是，德维特没有出席:“我在贝尔马吃了午饭，在药店买了一些东西，比如香烟”。
第一个信号是在165438+凌晨0: 58探测到的，实验在下午12: 09结束，此时月球离开了雷达范围。无线电波从新泽西到月球往返大约需要2.5秒，距离超过80万公里。这个实验在接下来的三天里每天重复一次，在那个月的后八天里又重复了一次。
当地时间1946 15438+00am 10月11:58。第一次成功的回声探测是由约翰·h·德维特和他的首席科学家e·金·斯托多拉完成的。
直到10月24日晚，陆军部才宣布成功。
正如德维特几年后所说，“我们和华盛顿的研发负责人范·道森将军有麻烦了。当我的狱警维克多·康拉德上校在电话中告诉他这件事时，将军不想在外人证实之前公布，因为他害怕这会让情报官尴尬。辐射实验室的两个外来者小乔治·e·古利(George E. Gully Jr .)和唐纳德·g·芬克(Donald G. Fink)赶到了，他们和范德森将军一起，在斯托多拉的指导下观察了系统的月出试验，什么事也没有发生。德维特解释说:“你可以想象，在这一点上，我就要死了。很快，一辆大货车从设备旁边的马路上驶过，立即发出回声。我始终相信，其中一个晶体不会振荡，直到它被摇动或一个松散的连接固定自己。除了试图假装高兴的将军，每个人都欢呼起来。
虽然德威特有其他动机来执行“戴安娜”项目，但他收到了首席信号官和信号部队指挥官的指示，要开发一种能够探测来自苏联的导弹的雷达。由于没有导弹可以测试，月球测试站就在他们的位置上。几年后，信号公司建立了一个新的50英尺(15米)戴安娜天线和108兆赫发射机，用于电离层研究。它对月球回波进行了进一步的研究，并参与了阿波罗发射的跟踪。
现在，戴安娜项目的网站由信息时代科学/历史学习中心维护。
“戴安娜”项目属于科研行动计划，它没有行动序列。
“戴安娜”计划成功的消息吸引了大众媒体的注意。
“戴安娜”计划也成为后来“地球-月球-地球”(EME)通信技术的灵感来源。
在德维特和拜伊的月球雷达实验之后，对极光和流星雷达的研究基本上是电离层研究。虽然极光和流星的电离痕迹的原因是在地球大气层之外产生的，但这些现象本身本质上是电离层。在焦德雷尔天文台，流星科学和极地光学研究为正在进行的雷达天文学计划的建立提供了最初的动力，但它肯定不是维持的力量。可持续性来自月球研究。然而，像许多早期的雷达天文学一样，这些月球研究从未远离电离层研究。事实上，德维特和拜伊的开拓性努力利用月球的雷达回波开辟了电离层和通信研究的新视野。
历史上，科学家被限制在越来越低的电离层。贝尔电话研究人员卡尔·扬斯基(Carl jansky)在1932发现了“宇宙噪音”，表明更高的频率可以穿透电离层。德维特和拜伊的实验表明，雷达应被用作穿透低电离层的一种手段。此外，Devit观察到持续几分钟的信号强度意外波动，这归因于电离层折射异常。在他看来，请进一步调查这个问题。
来自澳大利亚科学和工业研究委员会辐射物理学分部的一组电离层专家试图更好地解释这些波动:弗兰克·J·克尔、C·亚历克斯·谢恩和查尔斯·希金斯。1946年，在英国的Lovel之后，Kerr和Shane探索了从流星获得雷达回波的可能性，但是Diana项目将注意力转向了月球。
“戴安娜”计划标志着美国太空计划和雷达天文学的诞生。它是雷达天文学的第一个实验，也是主动探测另一个天体的第一次尝试。
“戴安娜”号首次证明人工信号可以穿透电离层，为太空探测器和人类探险者开辟了地球外无线电通信的可能性。
新闻稿解释说，“信号员无疑确信实验是成功的，获得的结果经过了艰苦的验证。”
尽管《新闻周刊》愤世嫉俗地怀疑美国陆军部的预测，称其堪比儒勒·凡尔纳，但美国陆军部明白信号兵实验的意义。这些包括月球和行星的精确地形测绘，电离层的测量和分析，以及从地球上对“航天器”和“喷气式或火箭控制的导弹”的无线电控制。
《时代》报道称，戴安娜可能会检验爱因斯坦的相对论。
与典型的生活节奏相反，两家新闻杂志都持怀疑态度，这是正确的；但是兵部的所有预言，包括相对论的检验，都是以儒勒·凡尔纳小说的形式实现的。
“戴安娜”由德维特本人拍摄，计划以罗马神话中的月亮女神命名为“戴安娜”，部分原因是“希腊神话书籍说她从未被破解过。”
古希腊神话中以“阿尔忒弥斯”和“历史脉搏”命名的“戴安娜”号，刚刚发布了一项“阿尔忒弥斯”计划:世界海军领域的革命性创举，而这项计划恰好也与科技有关。感兴趣的可以点击链接移动。
戴安娜还建立了以罗马神命名太空项目的惯例，如“赫尔墨斯”(即“赫尔墨斯计划”:美英在“山寨”问题上并不是好蛋糕)、“阿波罗”(即“阿波罗计划”:闪耀历史的冷战杰作)等等。