Ignorantiae autem fatuorum effunde.

1. Introducción. Consol es el nombre que se da actualmente a una ayuda a la navegación desarrollada por los alemanes durante la guerra. Una baliza Consol transmite, en una frecuencia media, un patrón de puntos y rayas, y escuchando este patrón en un receptor radioeléctrico ordinario de un barco o de una aeronave, un navegante puede determinar su marcación respecto a la baliza con una precisión mucho mayor que la que es posible obtener con un radiogoniómetro de cuadro (D/F loop).

La precisión de las marcaciones obtenidas depende de la posición del observador con respecto a la baliza; es máxima a lo largo de una línea llamada la normal de la baliza y disminuye hasta hacerse nula a lo largo de una línea perpendicular a dicha normal. La cobertura útil con el tipo de baliza existente es de unos 280° de los 360°. Con una baliza de este tipo, el alcance sobre el Atlántico Norte es de unas 1200 millas náuticas de día y 1700 millas náuticas de noche; el error probable sobre la normal es de día de aproximadamente ½° y de noche (a distancias mayores de 500 millas náuticas) de aproximadamente ¼°.

Para tomar una marcación, el navegante debe contar el número de puntos y rayas que oye durante un período de ½ o 1 minuto; luego puede, con la ayuda de una carta adecuadamente sobreimpresa o de un conjunto de tablas, trazar su marcación desde la baliza.

El propósito de este artículo es explicar de la manera más sencilla posible el funcionamiento de Consol, y se espera continuarlo más adelante con un artículo que describa los factores que afectan a la precisión del sistema y que sugiera métodos mediante los cuales puedan obtenerse resultados aún mejores.

2. Descripción de Consol.
Una baliza Consol irradia un patrón con sectores alternos en los que se escuchan bien puntos o bien rayas (fig. 1). A lo largo de las líneas que separan los sectores de puntos de los de rayas se oye una nota continua llamada equisignal. Este patrón se transmite durante períodos de ½ o 1 minuto, y en los breves intervalos entre estos períodos se escucha una nota continua o el indicativo de llamada de la baliza (Stavanger y las demás balizas instaladas por los alemanes tienen un período de 1 minuto; la nueva baliza de Bush Mills tiene un período de ½ minuto para reducir el tiempo necesario para tomar una marcación).

Durante el período en que se escucha el patrón, este se hace girar a una velocidad uniforme, de modo que al final del período cada línea de equisignal se ha desplazado a la posición ocupada inicialmente por la que iba delante de ella. En consecuencia, al final del período el patrón parece el mismo, salvo que en un sector donde inicialmente se oían puntos ahora se oyen rayas, y viceversa. Durante el intervalo entre períodos, las líneas de equisignal regresan a sus posiciones originales, de modo que todos los ciclos son exactamente iguales.

También se observará que existen dos zonas en las que los sectores son muy amplios y en las que se escucha la misma señal en sectores adyacentes. Las marcaciones obtenidas en estos sectores no serán muy precisas y son susceptibles de interpretarse erróneamente, ya que se oirá exactamente la misma secuencia de puntos y rayas (por ejemplo, en R₁ y R₂).

3. Principios del sistema Consol.

Una estación Consol consta de tres antenas, igualmente espaciadas y dispuestas en línea recta, que transmiten en la misma frecuencia. La antena central irradia una onda continua y estable, con una amplitud que en la práctica es cuatro veces mayor que la de las ondas radiadas por las dos antenas exteriores. Estas, durante el período en que se transmite el patrón, irradian ondas de la misma amplitud pero de fase diferente y variable; la fase de la corriente que alimenta a las antenas exteriores se varía de tal modo que se produce el patrón de puntos y rayas y que dicho patrón gira. Las tres antenas irradian ondas simples sin modulación (es decir, onda continua, C.W.). La fig. 2 muestra el diagrama de bloques de una estación Consol.

Consideremos primero el patrón producido al comienzo del ciclo, antes de que empiece la rotación. En ese momento, la fase de la corriente que alimenta a las antenas exteriores A y C está respectivamente adelantada 90° y retrasada 90° con respecto a la fase de la corriente que alimenta a la antena central B, y por lo tanto las fases de las ondas radiadas por las tres antenas guardan la misma relación. Esto puede ilustrarse mediante un diagrama vectorial como el de la fig. 3 (los ángulos medidos en sentido horario se consideran positivos). La fase de la onda radiada por la antena central no cambia y se toma como referencia. Consideremos ahora las fases de estas tres ondas cuando llegan a un punto P (fig. 4):

la intensidad de La señal que se oye en P será la suma vectorial de las tres señales recibidas; así, si, por ejemplo, las señales llegaran a P con la relación de fase en que salieron de la baliza, la señal resultante sería claramente igual a la señal de la antena central B, ya que las señales de las antenas exteriores están desfasadas 180° y, por lo tanto, se cancelan entre sí.

Sin embargo, las ondas que llegan a P tienen diferentes distancias que recorrer desde sus respectivas antenas. Es evidente que A está más lejos de P que B, y que C está más cerca. Esta diferencia de distancia es pequeña y, por lo tanto, no afectará de manera apreciable a las intensidades relativas de las señales en P, pero es grande en comparación con la longitud de onda, y por ello cambiará las fases relativas de las señales que llegan a P (se puede asumir que la velocidad de propagación de las ondas es la misma en cada caso).

Las señales provenientes de A tardarán más en llegar que las de B, en una cantidad proporcional a la distancia extra 𝑑a. Consecuentemente, estarán retrasadas en fase en proporción a esta distancia extra; si la distancia extra fuera de una longitud de onda, el retraso sería de 360°. Sea el retraso real 𝜙𝐴ϕA.

Las señales de C llegan antes que las de B y, por lo tanto, están adelantadas en fase en una cantidad proporcional a dc, digamos 𝜙cϕc.

Un diagrama vectorial de las señales recibidas en P se representará como en la fig. 5. R es la amplitud resultante, la suma vectorial de todas las señales recibidas.

En otro punto Q, el diagrama vectorial aparecerá como en la fig. 6, donde la resultante es menor que la señal de B.

Era antes de la conmutación, mientras que en Q es mayor. Cuando se produce la conmutación, la intensidad de la señal recibida en cualquier punto (excepto en una línea de equisignal, como se verá más adelante) cambia de manera repentina. Durante el período en que se transmite el patrón, las antenas se conmuten a intervalos alternos de ½ y ½ segundos (½ y 1 segundo cuando el período total es de 1 minuto). En P, la señal más fuerte se recibe durante ½ segundo y la más débil durante ½ segundo, mientras que en Q, la más fuerte se recibe durante ½ segundo y la más débil durante ½ segundo. Las señales resultantes que llegan a P y Q se muestran en las figs. 10 y 11.

Estos cambios se perciben en P y Q como variaciones en la intensidad de la onda resultante y deben hacerse audibles. Esto se logra con la ayuda del oscilador de frecuencia de batido (Beat Frequency Oscillator), que se incluye en todos los receptores de barcos y aeronaves (de la misma manera en que se hace audible el código Morse en C.W.).

Si el observador ahora se mueve desde P, 𝑑adA y 𝑑cdC variarán, al igual que los ángulos de fase 𝜙𝐴ϕA y 𝜙𝐶ϕC.

Estos ángulos pueden tener cualquier valor entre 0° y 360°, y, en consecuencia, para ciertas posiciones de P, el diagrama vectorial aparecerá como en la fig. 12, donde 𝑃𝐴=𝜙𝐶PA=ϕC. Las señales de las antenas exteriores entonces se cancelan y la resultante es la onda radiada desde B. Después de la conmutación, esto sigue siendo cierto, como se muestra en la fig. 13. En tal posición, se escucha una nota continua todo el tiempo, es decir, el observador se encuentra sobre una equiseñal.

La radionavegación aérea en 1937, fuera de los Estados Unidos, consistía casi por completo en sistemas de radiogoniometría, tanto desde el propio avión como desde redes terrestres que recibían transmisiones del avión. Se utilizaban frecuencias alrededor de los 300 kHz, y la falta de fiabilidad durante la noche, causada por los efectos de la onda ionosférica (sky wave), hacía que la radio no se utilizara con gran confianza excepto a distancias cortas. Utilizar la antena direccional (DF loop) de un avión requería bastante habilidad y solo podía proporcionar un rumbo (dirección) a la vez. Para obtener una posición fiable se necesitaban al menos dos —preferiblemente tres— rumbos combinados con navegación estimada (dead-reckoning) para compensar el retraso entre la toma de cada uno —claramente, no era un sistema operado por el propio piloto.

Los rumbos tomados por una red terrestre a partir de las transmisiones de un avión eran más fiables, ya que las estaciones terrestres utilizaban sistemas de antenas Adcock, menos propensos a los efectos de la onda ionosférica que una antena de bucle de avión. Sin embargo, todavía había un retraso mientras las tres estaciones correlacionaban sus rumbos y calculaban una posición. Era un sistema inutilizable en tiempos de guerra, ya que revelaba la posición del avión, y además no podía ser utilizado por más de un avión al mismo tiempo.

En los Estados Unidos, las «radio-ranges» (rutas aéreas radioeléctricas) habían sido ampliamente adoptadas para la navegación en aerovías civiles con bastante éxito, aunque no permitían rutas aleatorias y eran inflexibles. También sufrían por la onda ionosférica nocturna como cualquier otro sistema de media frecuencia (MF), pero podían ubicarse lo suficientemente juntas sobre el territorio continental estadounidense como para que no representara un problema serio.

Ninguno de estos sistemas era aplicable a la navegación militar sobre territorio hostil y, cuando las perspectivas de una guerra en Europa se hicieron evidentes, comenzaron a destinarse recursos al desarrollo de nuevos sistemas de radio de todo tipo. La mayor parte de este trabajo fue necesariamente mantenida en secreto y no se hizo público, una de las consecuencias de lo cual es que existen pocos registros oficiales disponibles; la mayoría de la información proviene de memorias personales.

Aparte del sistema estadounidense de «radio-range», Alemania lideraba el desarrollo de sistemas precisos de guiado por radio para aterrizajes en condiciones meteorológicas adversas (el sistema de aproximación ciega por haz Lorenz, desarrollado en 1932, seguía siendo utilizado por la Royal Air Force en 1940 bajo el nombre SBA —Standard Beam Approach). También se desarrollaron sistemas como Sonne, Wullenweber, Knickebein y otros similares, pero solo Sonne era fundamentalmente hiperbólico y los demás no se tratan aquí (aunque pueden consultarse, por ejemplo, en las referencias 5 y 6).

El primer trabajo real sobre un sistema hiperbólico operativo ocurrió, de forma bastante sorprendente, en Gran Bretaña; sorprendente porque hasta ese momento casi no se había trabajado en ello allí, si se toma como indicador la total ausencia de patentes británicas. Fue impulsado por la toma de conciencia de que, aunque la RAF se estaba fortaleciendo con una flota de bombarderos como núcleo, y se estaban realizando trabajos avanzados en el diseño de bombarderos (la especificación original — B12/36 — de la que surgió el Lancaster fue redactada en 1936), se estaba haciendo muy poco para asegurar que realmente pudieran encontrar sus objetivos.

La RAF solo incorporó navegantes cuya única tarea era la navegación a sus tripulaciones a partir de 1942 y, en la edición de 1935 del AP 1234, el Manual de Navegación Aérea de la RAF, de unas 300 páginas, solo 12 estaban dedicadas a ayudas por radio, casi todas sobre la calibración de antenas direccionales (DF loops).

En 1937, Sir Edgar Ludlow-Hewitt fue nombrado Comandante en Jefe del Mando de Bombarderos y realizó una inspección de su nuevo mando. Informó que la navegación era su mayor deficiencia, tanto en lo que respecta a las ayudas a la navegación como a la capacidad para utilizarlas. Su informe decía:

«Una fuerza aérea para buen tiempo es relativamente inútil… nuestra Fuerza de Bombardeo es, juzgada con estándares de guerra, prácticamente inútil y no puede aprovechar las excelentes características de sus nuevos y costosos aviones».

La historia del desarrollo del radar por parte de Watson-Watt es bien conocida; lo que no es tan conocido es que las primeras ideas que finalmente llevaron al sistema hiperbólico Gee surgieron de ese desarrollo del radar. Fue técnicamente viable gracias al desarrollo de transmisores de pulsos de alta potencia para radar, y se impulsó por la comprensión de que el mejor bombardero del mundo era inútil si no podía encontrar su objetivo. Antes de que se introdujeran las nuevas ayudas a la navegación por radio en 1942, menos del 1% de las bombas de la RAF caían dentro de 1 milla de sus objetivos.

En los Estados Unidos, el trabajo avanzó más lentamente, ya que no se percibía una inminente amenaza de guerra, hasta que se formó el Comité de Microondas bajo Alfred L. Loomis, que propuso el desarrollo de un sistema hiperbólico por pulsos en octubre de 1940. En ese momento, no estaban al tanto del trabajo británico sobre el Gee, y su propuesta fue sorprendentemente similar, aunque finalmente evolucionó de forma diferente hacia el sistema Loran.

Alemania apostó por los sistemas de haz para el bombardeo y nunca produjo un sistema hiperbólico operativo, aunque el sistema Sonne (Consol) puede clasificarse marginalmente como hiperbólico y ha sido incluido aquí. De hecho, hubo al menos dos sistemas hiperbólicos en desarrollo en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial (Bodentruhe e Ingolstadt), pero por diversas razones, ninguno llegó a concretarse.

En retrospectiva, resulta curioso que eligieran sistemas de haz. Los haces, por su naturaleza, se vuelven menos precisos a medida que aumenta la distancia (justo lo contrario de lo que se necesita en una ayuda para bombardeo), pero probablemente su mayor desventaja es que, una vez detectados por los defensores, revelan inmediatamente el destino de los bombarderos y permiten tomar medidas adecuadas, como ocurrió en la Segunda Guerra Mundial una vez que los británicos detectaron los sistemas Knickebein y X-Gerät. Un sistema hiperbólico, por supuesto, no da ninguna indicación de este tipo.

5.1.- Desarrollos en el Reino Unido.-

5.1.1. El sistema ‘Gee’

La demostración de Watson-Watt en 1931 sobre las posibilidades del radar para detectar aeronaves provocó que en el Reino Unido se comenzara a trabajar intensamente en el desarrollo de transmisores de pulsos de alta potencia y, con igual importancia, en métodos para presentar los ecos de las aeronaves a los operadores. Solo podía hacerse mediante presentación visual, lo que requería diseñar bases de tiempo estables y precisas para tubos de rayos catódicos. En 1935, los osciloscopios de rayos catódicos (u oscilógrafos, como se les llamaba entonces) aún eran instrumentos de laboratorio, y de ningún modo estaban ampliamente disponibles ni eran baratos. Los pocos televisores que existían en ese momento eran caros, prácticamente hechos a mano, y poco fiables.

Como ya se ha mencionado, el principal problema común a todos los sistemas hiperbólicos descritos anteriormente era la medición del tiempo. No existía ningún medio para medir directamente microsegundos, lo que obligaba a los diseñadores a usar la comparación de fase de ondas continuas, con su consiguiente problema de ambigüedad. Una vez que fue posible transmitir pulsos muy breves, se comprendió de inmediato la posibilidad de crear sistemas no ambiguos, pero no existía forma de medir intervalos cortos de tiempo que pudiera usarse en un sistema operativo por operadores relativamente poco capacitados. El desarrollo de tubos de rayos catódicos fiables y sus bases de tiempo asociadas proporcionó la solución.

En octubre de 1937, R. J. Dippy, quien entonces formaba parte del equipo de Watson-Watt, ideó un sistema que utilizaba transmisores de pulsos y una pantalla de tubo de rayos catódicos (CRT) para medir la diferencia en el tiempo de llegada de dos pulsos emitidos desde dos transmisores situados a unos 10 millas de distancia entre sí y con una línea base perpendicular (a 90°) a una pista de aterrizaje. Se enviarían pulsos sincronizados desde ambos transmisores, y la diferencia entre su recepción se visualizaría en la pantalla CRT. Cuando no hubiera retraso, los pulsos se verían como uno solo, lo que indicaría que el avión estaba sobre la bisectriz de la línea base, es decir, alineado con la pista. Si el avión estaba desviado, se observaría un retardo, y, al identificar cuál de los dos pulsos llegaba primero, el piloto podría saber a qué lado de la pista se encontraba y corregir el rumbo en consecuencia.

Watson-Watt señala que pensaba que el sistema era totalmente viable y, además, que era necesario, pero había necesidades aún más urgentes y, con pesar, tuvo que dejarlo en suspenso temporalmente.

Tal vez fue lo mejor. El dispositivo habría requerido interpretación directa por parte del piloto, y los tubos CRT de la época eran muy tenues y solo podían leerse a plena luz del día usando una capucha de oscurecimiento y permitiendo que los ojos se adaptaran a la oscuridad. Cuesta imaginar a un piloto descendiendo desde la brillante luz sobre las nubes confiando únicamente en lo que pudiera ver en una pantalla tenue. Además, tendría que apartar la vista de la pantalla para el momento del aterrizaje final y podría haber quedado totalmente deslumbrado durante esos segundos cruciales. Por la noche no habría sido tan problemático, por supuesto, pero en ese momento apenas se realizaban vuelos nocturnos. Varios años después, el sistema BABS (Blind Approach Beam System) hizo prácticamente lo mismo, pero era interpretado por el navegante.

En 1938, el Dr. (ahora Profesor) R. V. Jones, aparentemente sin conocimiento de la propuesta anterior de Dippy, también sugirió el uso de transmisores de pulsos para formar un sistema hiperbólico, pero sin éxito.

La idea de Dippy quedó inactiva hasta 1940, cuando crecientes pruebas de deficiencias en la navegación la volvieron a poner sobre la mesa. Había sido refinada, y ahora se presentaba como una ayuda para la navegación más que para el aterrizaje. Las nuevas propuestas de Dippy consistían en una estación maestra con hasta tres estaciones esclavas dispuestas alrededor de ella, con líneas base de 80 millas, lo que permitiría una cobertura casi completa en todas las direcciones. Él pensaba que funcionaría hasta unas 100 millas desde la estación maestra, pero las primeras pruebas de vuelo a finales de 1940 demostraron que era mucho mejor que eso (más adelante se lograron alcances de hasta 350 millas). Dippy recibió la patente británica nº 81602 en diciembre de 1942 por su invención.

Es interesante que los principales usos inicialmente previstos para el sistema fueran más bien locales: el ensamblaje preciso de grandes formaciones de bombarderos después del despegue y su recuperación exacta a la base o a aeródromos alternativos tras la misión. Una de las razones era que se subestimó en gran medida el alcance de las señales de 30 MHz, como también había ocurrido con el sistema Knickebein, que operaba en la misma banda de frecuencias. Más tarde, se pensó que podría proporcionar a los navegantes suficiente información de posición durante el trayecto hacia el continente para calcular vientos precisos para la navegación estimada posterior, pero se asumía que sería interferido sobre Alemania en un plazo de unos tres meses desde su puesta en funcionamiento y que, por tanto, no sería útil para bombardeos después de eso. En realidad, pasó más de un mes antes de que eso ocurriera, y fue una de las principales ayudas utilizadas en la incursión de los 1000 bombarderos sobre Colonia en mayo de 1942.

El principio de funcionamiento del Gee¹⁰ consistía en la transmisión de pulsos breves (de 6 microsegundos) en frecuencias alrededor de los 30 MHz (más tarde extendidas hasta 80 MHz) desde una estación maestra, que eran recibidos en hasta tres estaciones esclavas y utilizados para sincronizar sus propias transmisiones, que luego se emitían en la misma frecuencia que la estación maestra (ver Fig. 4). Por tanto, una transmisión esclava normalmente se recibiría después de la maestra, pero en la extensión de la línea base detrás de la estación esclava, la diferencia sería cero y los pulsos se solaparían. Tanto por esta razón como porque la estación esclava no podía transmitir instantáneamente al recibir la señal maestra, se incorporó un retraso fijo en el transmisor esclavo.

Se necesitaba algún método para identificar una estación esclava de otra, y esto se logró mediante una combinación de retrasos distintos y haciendo que las señales de las esclavas tuvieran apariencias visuales diferentes en el tubo de rayos catódicos (CRT) del operador. Así, la estación maestra (A) siempre aparecía al inicio de ambas trazas en una presentación de doble traza; la esclava B aparecía después de la maestra en la traza superior, la esclava C después de la maestra en la traza inferior, y la esclava D aparecía en ambas trazas pero como un pulso doble.

El pulso A correcto para iniciar la base de tiempo se seleccionaba haciendo que el transmisor A emitiera al doble de velocidad que los demás, pero haciendo que cada dos pulsos, uno fuera doble. El resultado final en la visualización de la base de tiempo era como se muestra en la Figura 5.

El pulso A1 (o «A-ghost», como se le conocía) también se utilizaba como identificador de cadena, haciéndolo parpadear en un patrón único para cada cadena. Esto era necesario porque el receptor Gee tenía que ser de banda ancha, y en ocasiones se podían ver señales de dos cadenas diferentes en frecuencias adyacentes al mismo tiempo.

La base de tiempo en sí no estaba sincronizada directamente con el pulso de la estación maestra, sino que era generada por un oscilador de funcionamiento libre, que podía ajustarse ligeramente mediante un control manual. Si no estaba correctamente sincronizado, los pulsos se desplazaban hacia la izquierda o la derecha, y el procedimiento consistía en detener ese desplazamiento con un control de ajuste, mientras se llevaban los pulsos A al borde izquierdo de la base de tiempo.

Luego, se colocaban pequeños pedestales (marcadores) debajo de las estaciones esclavas que se deseaban usar y se activaba una base de tiempo ampliada. Tras la alineación final de los pulsos, se conmutaba a una pantalla de medición de tiempo, y se contaban visualmente los retardos de tiempo de cada estación esclava. Esto podía hacerse con precisión porque se apagaban las señales y se obtenía una pantalla libre de ruido.

Por diversas razones, el conteo del tiempo no se hacía directamente en microsegundos (como en el sistema Loran), sino en «unidades Gee», equivalentes a 66,66 microsegundos. Se lograba una precisión de medición de 1 microsegundo, lo que representaba una precisión en la línea de posición de aproximadamente 150 metros en el mejor de los casos. Dos de estas líneas permitían una precisión de fijación de alrededor de 210 metros, aunque otros errores del sistema podían duplicar esta cifra. A distancias más largas —por ejemplo, a 350 millas— la elipse de error era de aproximadamente 6 millas por 1 milla.

Aunque hoy en día esto no parece notable, en su momento fue revolucionario y muy superior a cualquier otro método de posicionamiento disponible.

Las unidades receptoras e indicadores del Gee Mk. 2 se muestran en la Figura 6.

Se establecieron varias cadenas Gee en el Reino Unido y, después de 1944, también en el extranjero. En 1948 había cuatro cadenas en el Reino Unido (ver Figura 7), dos en Francia y una en Alemania. El Gee se convirtió en una de las ayudas a la navegación aérea por radio más extendidas de su época, convirtiéndose en estándar en la Octava Fuerza Aérea de EE.UU., así como en la RAF.

Este período abarca una época en la que se fueron resolviendo cada vez más problemas técnicos relacionados con los sistemas hiperbólicos, con un número creciente de patentes registradas y pruebas realizadas. Sin embargo, el impulso para construir un sistema realmente práctico no surgió hasta el estallido de la Segunda Guerra Mundial. La razón era tanto económica como técnica. Durante estos años de entreguerras volaban relativamente pocos aviones, y la demanda de navegación precisa en todo tipo de clima era escasa. Aunque los sistemas de aerolíneas civiles europeas y estadounidenses se estaban estableciendo lentamente, no eran un factor importante en el transporte, ya que eran lentos, poco fiables y aún más propensos a cancelaciones que en la actualidad. Casi todos los vuelos se realizaban únicamente sobre tierra y durante el día, utilizando la lectura de mapas y la radiogoniometría como únicas ayudas a la navegación. En EE. UU. se introdujo en 1934 el mal llamado “Radio-range” (en realidad era un sistema de orientación) para vuelos transcontinentales, y luego se fue implementando lentamente en Europa. Los pocos vuelos de larga distancia que existían dependían de la lectura de mapas sobre tierra (¡si es que existía un mapa!) y de los métodos tradicionales de navegación marítima: observaciones astronómicas y estima con brújula y velocidad aérea sobre el agua.

Se prestaba muy poca atención a la navegación en la aviación militar, ya que se consideraba que su función era apoyar al ejército a corta distancia o bien la defensa, también de corto alcance, para lo cual bastaba con la lectura de mapas y un uso limitado de la radiogoniometría. La navegación la realizaba el propio piloto, que no contaba con piloto automático y no podía dedicar esfuerzos a mucho más que leer el mapa.

4.1. E. J. Green, Patente de EE. UU. n.º 1,750,668, 8 de diciembre de 1925.
Este sistema medía la distancia entre dos estaciones haciendo que la primera transmitiera una señal modulada en una frecuencia particular, la cual era retransmitida por la segunda estación en otra frecuencia, pero manteniendo la fase de la modulación. La fase de la modulación de retorno se comparaba con la de la señal saliente, lo que proporcionaba la distancia (aunque con cierta ambigüedad). Su relevancia para los sistemas hiperbólicos radica en que parece ser la primera vez que se superaron los problemas inherentes de separar señales con bloqueo de fase enviadas en la misma frecuencia desde dos sitios distintos, transmitiendo la señal de fase como una modulación sobre diferentes frecuencias portadoras.

4.2. Albersheim y Konheim, Patente de EE. UU. nº 1,995,285, 25 de enero de 1929.

Este fue un paso adicional, en el que se abandonó la idea de Green de modular portadoras separadas con una modulación relacionada en fase, y se restableció el uso de las propias portadoras para transmitir la información de fase. Aún se transmitía en frecuencias diferentes, como en el sistema de Green, pero ahora las frecuencias debían estar relacionadas de tal manera que, mediante multiplicación, pudiera derivarse una frecuencia común para la comparación de fase.

Se observó que ahora era posible igualar las amplitudes de ambas frecuencias en el receptor antes de la comparación de fase. Esto había sido un problema importante, ya que comparar la fase de dos señales con amplitudes muy diferentes es bastante difícil (como Affel había descubierto cuatro años antes).

El método permitía que una estación esclava recibiera directamente la transmisión de la estación maestra y la utilizara para bloquear en fase continuamente su propia transmisión, lo que hacía posible el uso de líneas base más largas.

Aquí vemos el germen de una idea que eventualmente daría lugar a toda una familia de sistemas hiperbólicos. Esta patente mencionaba específicamente a los “dirigibles” como usuarios (aunque probablemente no se refería literalmente a aeronaves más ligeras que el aire).

4.3. M. Harms, Patente alemana nº 546000, 1930.

No se sabe si Harms conocía o no las patentes anteriores, pero sus propuestas eran notablemente similares, aunque llevaban el concepto un paso más allá hacia el desarrollo de una cadena completa de transmisores. Tenía los transmisores operando en frecuencias de radio distintas pero armónicamente relacionadas, de modo que el receptor multiplicaba cada frecuencia hasta alcanzar un valor común para la comparación de fase.

También tenía su cadena de transmisores funcionando en un sistema de líneas base cruzadas, similar al de Affel (1925).

El sistema de Harms fue descrito en un libro de texto alemán sobre sistemas de radio para aeronaves (Fassbender, Berlín, 1932), pero no parece que haya tenido continuidad, ya que los esfuerzos alemanes aparentemente se concentraron más en sistemas de haz fijo y haz rotativo.

Harms no describió ningún sistema para la resolución de ambigüedades, y ese pudo haber sido el problema.

4.4. E. Honoré (Francia), Patente de EE. UU. nº 2,148,267, 1935.
Siempre existieron problemas prácticos para lograr un bloqueo de fase preciso entre dos transmisores, incluso cuando operaban en frecuencias diferentes. La recepción del transmisor distante a veces era difícil y, aunque el transmisor local estuviera correctamente sincronizado, se producían desplazamientos de fase no deseados debido a los efectos meteorológicos sobre el sistema de antena.

Honoré ideó un nuevo método para lidiar con estos desplazamientos de fase: simplemente dejar que ocurrieran y luego corregirlos supervisando la diferencia de forma remota y transmitiéndola al usuario como una señal de radio separada. El receptor del usuario obtenía las correcciones a partir de esta señal adicional y las aplicaba al par maestro/esclavo, de una manera muy similar a los sistemas GPS diferenciales actuales.

Era un método poderoso y más adelante fue ampliamente utilizado en los sistemas franceses de posicionamiento por radio Toran, Lorac y Rana. Su desventaja era que la implementación de la resolución de ambigüedades era difícil, lo que impedía su uso en la navegación ordinaria. Sin embargo, dominó el pensamiento francés en el campo de la radionavegación durante muchos años después.

4.5. J. P. Shanklin, Patente de EE. UU. nº 2,144,203, 1937.
Shanklin intentó desarrollar un sistema libre de ambigüedades utilizando múltiples frecuencias de modulación armónicamente relacionadas. Los transmisores operarían con “cualquier frecuencia deseada”, realizándose la comparación de fase sobre la modulación. En ciertos aspectos, era un retorno a la patente de Green de 1927, pero considerablemente ampliada.

Las múltiples frecuencias aumentarían en pasos de un factor de diez, comenzando desde una frecuencia lo suficientemente baja como para tener una longitud de onda al menos igual a la línea base más larga entre dos transmisores. La modulación de frecuencia más alta (es decir, con franjas más estrechas) se usaría para proporcionar la máxima precisión del sistema, mientras que cada división sucesiva por diez resolvería las ambigüedades de la frecuencia inmediatamente superior.

Así, se trataría de un sistema muy preciso y sin ambigüedades, y anticipaba el uso de la identificación de franjas (lanes) y zonas en el sistema Decca. Es posible que Shanklin no llegara a realizar pruebas experimentales con este sistema, ya que más adelante W. J. O’Brien (conocido por su trabajo en Decca) demostró que una proporción de 10:1 entre las frecuencias utilizadas para la resolución de ambigüedades es demasiado alta, y que una relación de aproximadamente 3:1 es más práctica, al menos a frecuencias portadoras bajas.

Otro problema práctico habría sido que las múltiples frecuencias de modulación hacían que se tratara de una señal de banda ancha, y los transmisores habrían tenido que emitir con una potencia considerable, lo que convertía al sistema en costoso de implementar.

El sistema posterior Loran-C, que también era de banda ancha y debía transmitir varios cientos de kilovatios de potencia por la misma razón, no resultaba tan problemático porque era un sistema de impulsos (pulse system) y tenía un ciclo de trabajo relativamente bajo. El sistema de Shanklin, en cambio, habría sido de onda continua (continuous wave) con un ciclo de trabajo del 100%.

En 1904, Fessenden (EE.UU.) patentó un sistema de radio que usaría mediciones de distancia obtenidas a partir de comparaciones de amplitud para proporcionar la localización de una embarcación. No hay evidencia de que haya logrado hacerlo funcionar, y otros experimentos realizados por Marconi y en Alemania pronto demostraron la utilidad limitada de las mediciones por amplitud. El interés por los sistemas de posicionamiento decayó, aunque se avanzó bastante en el desarrollo de sistemas de radiogoniometría; el goniómetro de Bellini-Tosi y el radiofaro de Scheller datan de 1907, y el radiofaro para aeronaves de Round de 1909. Algunos escritos de la época resultan algo confusos debido a la costumbre de referirse a la determinación de posición como «radiogoniometría» (presumiblemente porque, una vez obtenida la posición, se puede estimar la dirección al destino).

Aunque el sistema de radio de Scheller no era hiperbólico, describía la posibilidad de ajustar cíclicamente la potencia de sus cuatro antenas para proporcionar múltiples zonas de anulación (nulls), algo que, en ciertos aspectos, fue un precursor del sistema Consol/Sonne.

La guerra de 1914–1918 aceleró el desarrollo de las válvulas de radio, lo que resultó en receptores mucho más sensibles y transmisores de alta potencia más estables y de banda estrecha. El uso de la fase pasó a ser posible como un método controlable para producir patrones de interferencia de radio estables, lo que llevó a desarrollos hiperbólicos cada vez más rápidos.

La patente de Fessenden fue seguida, después de la guerra, por las de Conners (EE.UU., 1919), Mottez (Francia, 1923), Affel (EE.UU., 1923) y otros. Powell proporciona un excelente y muy legible resumen de estas patentes, altamente recomendable para el lector interesado. Aquí se ofrece una descripción con el objetivo principal de ilustrar cuándo surgieron por primera vez las diversas ideas necesarias para los sistemas hiperbólicos.

3.1. La Patente de Fessenden — EE.UU. 236861, 4 Dic. 1904
Aunque limitada por la tecnología de la época al uso de la amplitud de señal como un análogo de la distancia, la principal contribución de Fessenden fue probablemente darse cuenta de que el uso de un solo transmisor no sería satisfactorio y que se necesitarían dos o tres. En sus propias palabras:

Para practicar mi invención empleo dos o más estaciones inalámbricas situadas en puntos fijos, como faros o barcos faro. El buque cuya posición se desea determinar también lleva un aparato inalámbrico. Se emiten señales, preferentemente a intervalos regulares, desde las estaciones fijas y, en el método aquí descrito, el buque localiza su posición comparando la intensidad de las señales recibidas entre sí o en relación con una fuente de intensidad fija ubicada a bordo del buque.

Si se depende únicamente de una medición absoluta de la intensidad, cualquier defecto en el aparato que haga que las señales tengan menos intensidad de la que deberían, provocaría que se situara al buque mucho más cerca de tierra de lo que realmente está. Por tanto, este método, aunque puede usarse, no debe ser totalmente confiable y debe ser verificado mediante el uso, como se mencionó, de un estándar a bordo del buque y, preferiblemente también, mediante la comparación de la intensidad relativa de las señales de las estaciones fijas.

En esa época no existían transmisores ni receptores de radio sintonizables. Los transmisores usaban chispas que radiaban en un amplio rango de frecuencias, y los receptores eran detectores simples, sin amplificación ni mucha capacidad de sintonía. Era difícil distinguir entre transmisores por frecuencia, así que Fessenden lo resolvió haciendo que transmitieran por turnos —lo que hoy llamaríamos «multiplexado en el tiempo».

Un operador en cada transmisor escuchaba la señal del transmisor más cercano y, cuando esta se detenía, comenzaba a emitir su propia señal durante un periodo fijo, tras lo cual el primero transmitía de nuevo. ¡Uno se pregunta cuánto tiempo habrían podido mantener esa coordinación!

Los receptores de la época, inestables y simples, también hacían difícil realizar mediciones absolutas de intensidad de señal, así que se dispuso que cada transmisor aumentara su potencia por pasos durante su transmisión, calculados para hacer coincidir la intensidad recibida con el estándar a bordo a distancias sucesivamente mayores (por ejemplo, en incrementos de 10 millas). En cada paso, el transmisor enviaba un número diferente en código Morse para que el operador del barco supiera qué nivel de potencia estaba en uso. Todo lo que tenía que hacer era esperar hasta que la señal recibida coincidiera con su estándar local, anotar el número y buscar en una tabla para encontrar su distancia. Luego podía repetirlo con un segundo transmisor y un tercero si lo había.

El uso de un solo transmisor se consideraba peligroso porque, si la señal recibida era más débil de lo que debería ser, el operador creería que estaba más lejos de la costa de lo que realmente estaba. Fessenden recomendaba usar tres transmisores, ya que incluso si todas las señales eran débiles, se obtendría la posición correcta, pues los tres rangos solo se intersectarían en un punto. No se detalla más en la patente, pero tal vez Fessenden pensó que el operador podía sumar o restar cantidades iguales a los tres rangos hasta que se encontraran en un punto.

Entre las ideas muy originales de Fessenden destacan:

(i) la primera descripción de la necesidad de múltiples transmisores para obtener una localización geométricamente precisa;

(ii) un método para distinguirlos (multiplexado en el tiempo);

(iii) el primer intento de cobertura de área en lugar de sistemas de localización por dirección desde un solo punto;

(iv) el uso de un estándar de referencia local para calibración.

3.2. H. M. Mottez, Especificación Francesa SJJ629, 24 de abril de 1923

Al final de la Primera Guerra Mundial, se había avanzado mucho en radiogoniometría, incluyendo el tipo rotatorio. Estos sistemas usaban una antena direccional rotatoria mecánica, del tipo lazo o Bellini–Tosi; el usuario anotaba la hora en que ocurría el mínimo de señal (null) y a partir de ello deducía su rumbo. El problema era que los lazos radiaban de forma ineficiente y tenían poco alcance, lo cual fue precisamente lo que Mottez intentó solucionar.

Decidió mejorar el alcance usando grandes antenas verticales fijas de mucha mayor eficiencia de radiación. Como no podían girarse mecánicamente, logró un patrón de señal rotatorio variando diferencialmente la fase de las señales enviadas a las antenas. Alimentar dos antenas desfasadas no era nuevo, pero lo novedoso fue la idea de cambiar la fase de forma continua y cíclica por medios eléctricos.

Mottez se dio cuenta de que este principio podía extenderse para producir múltiples nulls que aumentaran la precisión, aunque también generarían ambigüedades.

Su primer diagrama —probablemente la primera vez que se ilustró el principio hiperbólico en relación con sistemas de radio— mostraba dos antenas, A y B, separadas dos longitudes de onda, alimentadas desde un único transmisor y, por tanto, transmitiendo a la misma frecuencia y fase. Las señales estarían en fase a lo largo de la extensión de la línea base; en el bisector derecho de la misma; y en otras dos líneas que serían hipérbolas, ya que unirían todos los puntos donde la diferencia de distancia desde las dos antenas fuera un múltiplo de una longitud de onda. A mitad de camino entre estas líneas, no se oiría nada, pues las señales estarían exactamente desfasadas y se cancelarían.

Su segundo diagrama mostraba el caso en que la fase de B se adelantaba respecto a A. Las hipérbolas se desplazaban hacia A, y al cambiar la fase un ciclo completo, el patrón volvía al punto de inicio.

El navegador solo necesitaba un receptor simple y oía una señal que variaba en intensidad de forma cíclica. Sabiendo que el ciclo se repetía, por ejemplo, cada minuto, solo debía cronometrar el retardo hasta que la señal desapareciera momentáneamente para saber en qué hipérbola estaba.

Mottez reconoció que habría problemas de ambigüedad y los describió en detalle. Señaló que si la distancia entre antenas o la frecuencia aumentaban, aparecerían más hipérbolas más cercanas entre sí, lo que aumentaría la precisión, pero también la incertidumbre sobre cuál era la correcta (problema de identificación de franjas). Lo resolvió cambiando periódicamente a una frecuencia más baja para generar patrones más amplios que resolvieran los más finos. También recomendó elegir combinaciones de frecuencias y longitudes de base según el uso: patrones amplios para navegación marítima a larga distancia, y patrones estrechos y precisos para entradas de puerto.

Finalmente, describió métodos para lograr el cambio de fase continuo, que en 1923 solo podían ser electromecánicos, sugiriendo alternadores separados para cada antena conectados mediante un engranaje diferencial para asegurar que uno girara ligeramente más lento que el otro.

No se sabe si el sistema fue probado en la práctica. Superaba el principal problema del sistema de Fessenden —mantener la amplitud precisa— pero introducía otro: el control de fase. Aun así, requería cierto control de amplitud, ya que los nulls perfectos solo ocurren si ambas señales tienen exactamente la misma amplitud además de estar desfasadas 180°. Es dudoso que en 1923 la ingeniería electrónica pudiera controlar la fase de forma exacta y continua.

El sistema solo podría haber sido usado como ayuda de navegación desde un solo punto, ya que ambas antenas transmitían a la misma frecuencia y un tercer transmisor introduciría más patrones que harían el sistema inutilizable. Además, un problema básico de los sistemas que usan solo la amplitud como indicador de diferencias de fase es que no indican el sentido ni la dirección.

Aun así, el uso de la fase para producir variaciones de amplitud fue significativo. Hay similitudes con los sistemas Sonne/Consol, Decca y Omega, y es destacable la aparición de la idea de que se podrían necesitar sistemas estructuralmente distintos para navegación y para levantamientos geodésicos.

Mottez puede ser reconocido por:

(i) la primera descripción de un sistema de radio basado en hipérbolas;

(ii) la primera mención del problema de ambigüedad;

(iii) la primera sugerencia sobre cómo resolverlo;

(iv) darse cuenta de que la navegación y la topografía tienen necesidades distintas.

3.3. H. A. Affel, EE.UU. IS6248S, 24 de noviembre de 1923

El “Indicador de Movimiento y Posición” de H. A. Affel fue diseñado para utilizar dos antenas separadas cierta distancia entre sí, alimentadas simultáneamente desde un único transmisor y, por tanto, radiando la misma frecuencia y en fase; muy similar a la idea de Mottez, pero con líneas base más largas.

La diferencia crucial con respecto a Mottez fue que Affel propuso realizar la medición de fase en su receptor y eliminar por completo las mediciones de amplitud, proporcionando así un sentido de dirección. Describió métodos para eliminar las variaciones de amplitud antes de realizar las mediciones de fase, y por lo tanto fue el primer sistema auténtico de comparación de fase.

Antes de poder realizar la comparación de fase, debía separar las dos transmisiones (de lo contrario, estaría tratando con una señal compuesta como la de Mottez), y propuso hacerlo usando antenas direccionales con nulls (mínimos) muy agudos. Estas se alinearían de manera que sus nulls bloquearan la estación no deseada, y sus salidas se combinarían en un circuito especial sensible únicamente a la diferencia de fase.

Con solo dos transmisores, no podía ser un sistema de localización completa, ya que solo se obtendría una línea de posición, así que decidió que para obtener una localización (fix) se necesitarían cuatro estaciones dispuestas en un cuadrado. Estas no podrían separarse usando antenas direccionales, ya que se necesitarían tres nulls por cada antena y ningún lazo podría proporcionarlos, por lo que invirtió el sistema e hizo que el vehículo transmitiera, convirtiendo las cuatro estaciones en receptores.

Las cuatro estaciones se conectarían en pares para obtener diferencias de fase, y los dos conjuntos de hipérbolas así obtenidos se usarían para calcular una posición (véase Fig. 3). No se dijo nada sobre la resolución de ambigüedades, aparte de un comentario pasajero de que se debía llevar un seguimiento preciso de cada ciclo completo de diferencia de fase.

Pudo haber sido perfectamente funcional, aunque solo una embarcación podría haberlo utilizado a la vez. Dado que solo se medían diferencias, cualquier desviación en el transmisor de la embarcación no importaba (dentro de ciertos límites), y la amplitud era irrelevante.

El principal problema era realizar una comparación de fase precisa entre señales recibidas en dos sitios bastante separados entre sí. Las señales debían ser llevadas a un punto común para realizar la medición, y en el trayecto sufrían desplazamientos de fase. Aunque Affel preveía el uso de cambiadores de fase fijos en estas líneas para compensar y calibrar cualquier diferencia, es dudoso que las estabilidades de fase alcanzables en esa época fueran lo suficientemente constantes como para evitar una recalibración casi continua.

Affel parecía ser consciente de ello, ya que en otra parte de su patente describía el uso de una frecuencia mucho más baja, menos susceptible a desplazamientos de fase a través de las líneas telefónicas de la época, para transmitir la fase de una frecuencia más alta a un punto remoto.

Uno de los aspectos más interesantes de su patente fue que sugirió mostrar la posición en forma de un mapa. Dos punteros que se desplazaban sobre un mapa en ángulos rectos —un trazador X-Y— serían accionados por las salidas de los dos pares de receptores, que estarían situados con sus líneas base también en ángulos rectos. De este modo, según afirmaba, la posición de la embarcación se mostraría directamente sobre el mapa.

No mencionó nada sobre la proyección cartográfica necesariamente peculiar ni sobre cómo debía dibujarse el mapa. Posiblemente pensaba que, si las líneas base eran lo suficientemente largas en relación con el área a cubrir, habría tan poca distorsión que no se necesitaría un mapa especial.

A Affel se le puede atribuir el mérito de:

(i) haber hecho la primera propuesta de usar directamente diferencias de tiempo;

(ii) el primer uso de la fase con ese propósito;

(iii) la primera mención de un trazador de trayectoria.

Su patente marca el punto en el que la comparación de fase pasó a ser aceptada como el mejor método para realizar mediciones de distancia, aunque la tecnología aún no había avanzado lo suficiente como para hacerlo realmente práctico, y la adaptación a un sistema de navegación funcional tuvo que esperar un poco más.

Affel también es reconocido por haber inventado un cable coaxial práctico, sin el cual difícilmente habría sido posible el desarrollo de sistemas de radar o microondas.

Volviendo a las V-1 y V-2, cada una de estas armas tenía cierto interés desde el punto de vista de la navegación. La bomba voladora dependía para su control direccional de una brújula magnética, una característica que supusimos tan pronto como descubrimos que los alemanes estaban construyendo refugios especialmente no magnéticos para el servicio final de las bombas antes del lanzamiento.

Una de las contramedidas que se consideró fue construir un gran lazo conductor de corriente alrededor de una amplia zona del sur de Inglaterra, con el fin de producir una distorsión local del campo magnético terrestre, pero el plan resultó inviable debido a los costes y a los requerimientos de energía.

El alcance estaba predeterminado mediante un “registro aéreo” (air-log), que se configuraba antes del lanzamiento. Esto consistía, en efecto, en una hélice impulsada por la corriente de aire (slipstream), que operaba un contador de revoluciones, ajustado lo mejor posible teniendo en cuenta el viento esperado. No era muy preciso, y las bombas tendían a quedarse cortas, una tendencia que fomentamos entre los alemanes mediante un engaño apropiado.

De hecho, una fracción de muestra de las bombas voladoras estaba equipada con pequeños transmisores, que podían ser seguidos por estaciones de radiogoniometría en Francia, y estos confirmaban correctamente que las bombas estaban cayendo antes del objetivo. Pero tales eran las dudas provocadas por errores pasados en la radiogoniometría, que se desestimó esta información en favor de lo que los alemanes creían que eran espías muy fiables.

El cohete A4 era un arma mucho más interesante desde todos los puntos de vista, excepto el económico. Cuando se usaba con control por radio, su velocidad durante el ascenso se medía observando el efecto Doppler en las ondas de radio transmitidas desde una estación terrestre situada poco detrás del punto de lanzamiento, captadas por el cohete y retransmitidas de vuelta.

También se desarrolló en pruebas un sistema de haz de radio direccional para mantener el cohete en curso, pero la mayoría de los cohetes que fueron lanzados realmente dependían de controles internos, como giroscopios direccionales y otro giroscopio montado de forma que pudiera precesar, y así medir la aceleración del cohete.

El sistema representaba, de hecho, el primer uso de la navegación inercial.
Como ocurre con la mayoría de las otras ayudas que he mencionado, la navegación inercial era una idea antigua, que se remonta al menos a 1914. Recuerdo, como ejemplo de la visión científica más profunda de Lord Cherwell en comparación con la mayoría de sus colegas del Comité Tizard, que un esquema de este tipo fue propuesto por su hermano, el brigadier Lindemann, en nombre de un inventor no identificado, hacia 1937. Pero fue rechazado porque algunos miembros del comité sostenían como doctrina que no se podía conocer la velocidad absoluta de una aeronave excepto mediante referencia directa al suelo, ya que los dispositivos convencionales medían la velocidad relativa al aire en que volaba la aeronave y no podían tener en cuenta el viento.

Lord Cherwell me señaló que esta visión era errónea, ya que, en principio, siempre se podía medir la aceleración, y mediante una doble integración de todas las aceleraciones experimentadas desde el despegue se debía poder determinar la posición relativa al punto de partida. Por supuesto, tenía razón, y en el cohete A4 vimos la primera aplicación del principio.

Aproximadamente el 80 % de los cohetes A4 lanzados operativamente dependían de elementos inerciales: giroscopios programados para controlar la dirección y la elevación, y un giroscopio de precesión para actuar como un acelerómetro integrador que midiera la velocidad. Estrictamente hablando, esto era guiado inercial más que navegación propiamente dicha, y se descubrió que no era tan preciso como la guía mediante haces de radio combinada con la medición de la velocidad por medio de un transpondedor de radio Doppler. Pero la gran ventaja operativa era que el control inercial era invulnerable a las contramedidas externas, y en los treinta años transcurridos desde entonces, los sistemas inerciales se han desarrollado a un grado asombroso, tanto para el control de misiles como para la navegación aérea.

Dado que los sistemas inerciales dependen de la memoria, tienden a desviarse con el tiempo, y son más efectivos cuando se utilizan en aplicaciones de corto plazo; en este caso, las altas velocidades y los breves tiempos de vuelo de misiles y aeronaves son más una ventaja que un obstáculo. Aun así, errores en los acelerómetros de no más de una diezmilésima parte de la aceleración debida a la gravedad pueden causar errores apreciables; por ello, el desarrollo de navegadores inerciales confiables ha implicado avances notables en el diseño de instrumentos.

El cohete A4 ha conducido, por supuesto, a desarrollos aún más notables tanto en los cohetes como en su navegación, no solo en satélites en órbita terrestre y en la navegación extraordinariamente precisa de los vuelos a la Luna, sino también en misiones hacia el exterior del sistema solar, como a Saturno, y hacia el interior, como a Mercurio. Y los satélites en órbita terrestre han proporcionado nuevos medios de navegación sobre la superficie terrestre, así como herramientas para el estudio de su forma y recursos.

En cuanto al grado en que estos avances podían haberse previsto en 1944, puede ser interesante citar un memorando que escribí para la Octava Fuerza Aérea de los Estados Unidos en el otoño de ese año, sobre las posibilidades de los cohetes de largo alcance:

‘Considerando, por tanto, lo que hemos visto como una extrapolación razonable de la práctica actual, un cohete de dos etapas con un peso inicial de unas 150 toneladas podría transportar una ojiva de una tonelada a un alcance de casi 3.000 millas, con un error probable de 10 millas en alcance y 3 millas en dirección. Esto podría ser un arma factible para transportar una bomba de uranio, si llegara a ser practicable. Sería casi imposible de contrarrestar mediante ataques a su infraestructura terrestre, ya que el aumento de alcance permitiría una elección prácticamente ilimitada del lugar de lanzamiento, mientras que la trayectoria podría variar tanto que no se podría deducir el punto de disparo con suficiente precisión para aplicar contramedidas. La producción probablemente tendría lugar bajo tierra. En el momento actual, tal cohete no podría ser interceptado, pero para cuando llegue a ser una posibilidad seria, bien podría ser un objetivo para cohetes defensivos más pequeños equipados con predictores y dispositivos de guía; pero estos dependerían de una advertencia adecuada, y las defensas podrían también verse saturadas por una salva de cohetes de largo alcance.’

y

‘Este documento ha sido intencionadamente especulativo, pero en ningún momento hasta ahora hemos hecho extrapolaciones inviables de la práctica actual, siempre que se dedicara suficiente esfuerzo al proyecto. No cabe duda de que, con el A4, el cohete ha llegado para quedarse por mucho tiempo, aunque solo sea por sus aplicaciones no militares; no existe otro medio para liberarnos de la atmósfera terrestre, con todo lo que esta libertad puede significar para los estudios astrofísicos. El acceso a la atmósfera superior será en sí mismo un factor importante en la meteorología experimental; y, tarde o temprano, alguien intentará seriamente alcanzar la Luna… y lo logrará. Es inevitable que se hagan aplicaciones militares, independientemente de los límites que impongan los tratados, y haríamos bien en mantenernos atentos a las posibilidades. Si nos permitiéramos más libertad en la conjetura, podríamos considerar el uso de combustibles atómicos para impulsar un escape de moléculas de hidrógeno, o quizás partículas más ligeras, proporcionando así un rendimiento de un orden completamente distinto.’

Casi todo esto, y mucho más, ya ha sucedido; y el impulso para todos estos logros provino de la Segunda Guerra Mundial y la posterior Guerra Fría, del mismo modo en que el cronómetro de Harrison surgió dos siglos antes por las necesidades de la Armada Real.

En lo que respecta a la actitud británica hacia las ayudas radio-navegacionales especializadas, las lecciones de 1940 fueron comprendidas solo de forma lenta. Tan tarde como en febrero de 1941, el Subjefe del Estado Mayor del Aire escribió en un expediente en el que yo había propuesto ataques de bombardeo contra las estaciones de radio alemanas: “Nosotros no usamos haces, pero bombardeamos con tanto éxito como los alemanes, en pleno corazón de Alemania… Los haces son simplemente ayudas a la navegación, y nuestra experiencia indica que tales ayudas no son indispensables para llevar a cabo con éxito las misiones de bombardeo. Iría más lejos y diría que ni siquiera son realmente útiles… ¡Larga vida al haz del Boche!”.

Los hechos no respaldaban esta opinión, pese a la contundencia con que se expresó: había evidencia creciente de que estábamos fallando en encontrar nuestros objetivos en Alemania. Recuerdo una protesta de una de nuestras fuentes de inteligencia, quien señaló que, aunque afirmamos haber bombardeado, según recuerdo, las fábricas Skoda en Pilsen, él había estado allí la noche del ataque y no hubo bombas en un radio de 80 kilómetros. Llamé la atención de Lord Cherwell sobre este hecho, que estaba respaldado por pruebas de algunos oficiales en servicio más realistas. Luego, a mediados de 1941, Lord Cherwell instituyó lo que en ese momento fue una investigación muy impopular sobre la precisión de nuestros bombardeos nocturnos. Esta reveló que, en promedio, en una noche oscura, solo uno de cada 15 bombarderos llegaba a menos de ocho kilómetros de un objetivo en Alemania. Como dice la Historia Oficial, la investigación de Lord Cherwell —aunque desagradable— “prestó un servicio a la Comandancia de Bombardeo que no fue superado por ningún otro”.

Así, se hizo añicos el mito de nuestra precisión en los bombardeos. Y si todos hubieran creído en él, la situación habría sido realmente grave. Afortunadamente, algunos de nosotros pensábamos desde hacía tiempo que, tarde o temprano, la Comandancia de Bombardeo tendría que adoptar ayudas radioeléctricas especializadas para la navegación, y ya se disponía de un sistema.

R. J. Dippy había propuesto en junio de 1940 un esquema idéntico en principio al que yo había presentado en 1938, que consistía en enviar pulsos desde tres transmisores en tierra, y obtuvo autorización para continuar con su desarrollo. Este fue un gran éxito y se conoció como el sistema “G”. Ya había superado sus pruebas de servicio, pero la Comandancia de Bombardeo no estaba dispuesta a confiar en él hasta que se probara sobre Alemania. A pesar de las lecciones de la revelación prematura del tanque en 1916 y de los errores cometidos por los alemanes al usar sus sistemas de haces antes de poder explotarlos plenamente, la Comandancia se arriesgó a utilizar los primeros equipos prototipo del “G” sobre Alemania y, por supuesto, perdió uno durante una incursión en Hannover el 13 de agosto de 1941, cinco días antes de que se publicara el informe de Lord Cherwell.

Durante el mes anterior, yo había estado revisando la política alemana de navegación por radio, señalando sus logros y errores, y lo que podíamos aprender de ellos. Un pasaje de mi informe decía: “Alcibíades tenía un perro hermoso, al que deliberadamente le cortó la cola para dar a los ciudadanos de Atenas algo de lo que hablar, y así evitar que encontraran cosas peores que criticar de él… cuando estemos pensando en introducir nuevos sistemas propios, podríamos sacar provecho de la estrategia de Alcibíades, dando a la inteligencia enemiga algo en lo que ocuparse mientras logramos algunos meses de libertad con nuestro verdadero sistema”.

La pérdida potencialmente desastrosa del receptor del “G”, ocho meses antes de que el sistema pudiera entrar en uso operativo, ofreció casi de inmediato ese tipo de desafío. La primera noticia del incidente me llegó cuando Sir Henry Tizard convocó una reunión el 20 de agosto a petición del Jefe del Estado Mayor del Aire para discutir la nueva situación. Incluso si los alemanes no recuperaban el equipo, ya se habían perdido 78 tripulantes aéreos de la estación desde la que había operado el avión equipado con “G”, y algunos de estos tripulantes serían ahora prisioneros de guerra, con la posibilidad de que los alemanes los hubieran oído hablar entre ellos sobre el nuevo sistema.

Además, mucho antes de que la producción principal de receptores pudiera instalarse en nuestros bombarderos, todas las aeronaves nuevas tendrían que incluir instalaciones para recibirlo, y se pensaba que era esencial etiquetarlas; esto sin duda despertaría el interés alemán. Con todos estos factores, parecía muy poco probable que los alemanes no conocieran todos los puntos esenciales del sistema “G” mucho antes de que pudiéramos ponerlo en operación completa.

Ofrecí intentar engañar a los alemanes, aunque no era muy optimista, y Tizard me dijo que podía contar con todos los recursos que necesitara. En efecto, era una oportunidad notable para una farsa a gran escala. Los primeros pasos que tomé fueron para eliminar todo rastro del “G”. Desde entonces, se le denominaría “J”, de modo que si los alemanes escuchaban a prisioneros de guerra hablar más tarde sobre “I”, pensaran que habían confundido “J” con “G” en sus escuchas anteriores.

El siguiente paso fue inventar un sistema nuevo que diera cuerpo a la historia del “I”. Aceptando como inevitable que los alemanes se dieran cuenta de que íbamos a poner en marcha una nueva ayuda radioeléctrica, ¿qué mejor que engañarlos haciéndoles creer que habíamos copiado sus haces? Así, inventamos los haces “J” e incluso instalamos algunas emisoras de haces “J” en nuestra costa este. En cuanto al etiquetado de las instalaciones en las nuevas aeronaves, mandé fabricar nuevas etiquetas, reemplazando las originales que incluían un número de tipo en la serie 3000 (una clara señal de que se trataba de un dispositivo de pulsos), y en su lugar se usó TR 1335, que normalmente habría indicado un transmisor-receptor de onda continua.

En cuanto a las transmisiones por pulsos de las estaciones terrestres del “G”, cuya finalidad podría deducirse por sus características especiales, estas últimas fueron eliminadas para que las estaciones “G” parecieran estaciones de radar ordinarias.

También arreglé que se informara que un tal “Profesor Ekkerley” estaba dando conferencias especiales a unidades de la RAF, en las que describía el nuevo sistema de navegación por radio alemán “Jerry”, basado en haces del tipo Lorenz. Dejé que fuera el Servicio Secreto Alemán quien intentara descifrar si “Jerry” era un error por “Perry”, o si se refería a los alemanes (por el apodo inglés “Jerry”) o a cualquier otra cosa que pudiera sugerir el inglés coloquial.

Finalmente, organicé que la inteligencia alemana escuchara una conversación entre dos oficiales de la RAF que discutían la lista de honores de enero de 1942, y uno le preguntaba al otro por qué un conocido científico había recibido un GCB (Gran Cruz de la Orden del Baño), si lo único que había hecho era copiar los haces alemanes, ¡y con un año de retraso! Y lo que es más, ni siquiera fue él quien lo hizo, sino los hombres bajo su mando. “Pero”, dijo su compañero, “debes admitir que al menos ahora tenemos los haces ‘J’ que nos llevan hasta nuestros objetivos; funcionaron bien en Brest, y pronto los tendremos sobre Alemania”.

En la discusión posterior, la disposición de los haces se marcó sobre el mantel presionándolo con un tenedor, y se usó un salero para indicar Brest. El Servicio de Inteligencia alemán, agradecido, valoró mucho esta indiscreción.

El libro de Alfred Price Instruments of Darkness cuenta el resto de la historia. Los alemanes fueron tan engañados que establecieron una organización considerable de contramedidas para los haces “I”, y el sistema “G” entró en servicio a gran escala en marzo de 1942 con una vida útil sin interferencias de cinco meses, lo que fue mucho más de lo que habíamos osado esperar. Solo después del comienzo de operaciones serias con el “G” los alemanes se dieron cuenta de su error y comenzaron a planificar contramedidas. Mientras tanto, desilusionados con los haces “I”, dejaron de interferirlos, con el resultado de que el Mando de Bombarderos encontró esos haces falsos bastante útiles para orientarse en el regreso al Reino Unido.

El “G” era un buen sistema, ya que proporcionaba un método de localización sobre una amplia área, un número ilimitado de aeronaves podía usarlo simultáneamente, y los aviones no necesitaban transmitir, evitando así revelar su posición al enemigo. Sin embargo, no era lo suficientemente preciso como para permitir el bombardeo de objetivos puntuales; por tanto, mientras el Mando de Bombarderos no contara con nada más que el “G”, se limitaba a bombardeos de área durante la noche. Y como el Mando era el único medio con el que podíamos atacar directamente a Alemania, el bombardeo de área —contrario a nuestra declaración de 1939— se convirtió en política oficial. Así, la navegación se volvió un factor crucial en nuestra conducción de la guerra.

Oboe

El bombardeo de precisión requería una nueva ayuda, y esta llegó en forma de ‘Oboe’. Los antecedentes de ‘Oboe’ pueden rastrearse hasta algunos intentos iniciales que nosotros mismos hicimos para bombardear las estaciones de haces alemanas durante el invierno de 1940–41. A. H. Reeves, del TRE (Telecommunications Research Establishment), solía venir a hablar conmigo sobre diversas alternativas a los sistemas alemanes.

El sistema que finalmente prefirió, debido a la alta precisión de la determinación de distancia por radar, consistía en hacer volar un avión a lo largo de una trayectoria circular centrada en una estación de radar terrestre, desde la cual, si soltaba una bomba, se alcanzaría el objetivo. Las desviaciones de la trayectoria ideal por parte del avión se le comunicarían en forma de la indicación estándar de punto o raya (dot-dash), dependiendo de si estaba a la izquierda o a la derecha del recorrido.

Para determinar cuándo el avión había alcanzado el punto correcto en su trayectoria para soltar la bomba, una segunda estación terrestre también mediría la distancia, preferiblemente ubicada en la línea tangente a la trayectoria del vuelo. Para aumentar el alcance del sistema, el avión estaba equipado con un transpondedor que recogía los pulsos de las estaciones terrestres y los retransmitía con mayor potencia.

Este sistema tenía ventajas importantes: dependía solo de mediciones de distancia, que eran mucho más precisas que las mediciones de dirección (donde el error aumentaba con la distancia), y no revelaba el objetivo como lo hacían los sistemas de haces. Además, el momento de la suelta de bombas lo determinaba un observador en tierra, libre de las distracciones de un vuelo sobre territorio enemigo.

Las desventajas eran que, como en el sistema ‘Y’, la capacidad de manejo de tráfico era muy limitada, y que el avión tenía que transmitir señales que podían ser localizadas por el enemigo. Sin embargo, esta última desventaja se mitigó bastante porque el ‘Oboe’ era utilizado por Mosquitos, que eran demasiado rápidos para los cazas nocturnos enemigos, y porque más adelante se trasladó a longitudes de onda centimétricas, contra las que los alemanes estaban casi indefensos.

Las desventajas potenciales dificultaron la tarea de Reeves, ya que se les dio demasiada importancia en ciertos niveles altos. Tanto fue así que un científico bien conocido escribió:

“Estoy seguro de que ha llegado el momento de decir claramente que estas disquisiciones del TRE sobre Oboe se están volviendo ridículas. Si vinieran como invenciones del público general y no de fuentes oficiales, serían rechazadas sin dudar. Me preocupa gravemente que ahora el TRE proponga combinar Gee con Oboe. Repito, aún más enfáticamente, que sería desastroso permitir que los defensores de este fantástico Oboe arrastren al sistema sensato y práctico como Gee a la mala reputación en la que Oboe, incluso si se eleva al Mark XX, inevitablemente caerá. Si tuviera el poder, descubriría al responsable de este último esfuerzo con Oboe y lo despediría, para que dejara de desperdiciar no solo su tiempo y esfuerzo, sino también el nuestro, con sus vanas imaginaciones”.

En la práctica, ‘Oboe’ resultó ser el sistema de bombardeo a ciegas más preciso de toda la Segunda Guerra Mundial. Era tan preciso que tuvimos que revisar la alineación geodésica entre el Sistema de Ordenanza británico y el continente, lo cual dependía de la triangulación a través del Canal de la Mancha.

Ajustes Geodésicos y el Éxito de Oboe

Las discrepancias fueron analizadas por el Sr. E. C. Cornford, quien me recordó el problema en los siguientes términos:

“El problema básico era, por supuesto, que cada país había fijado de manera independiente el origen, la forma, la escala y la orientación del elipsoide al que había referido su triangulación nacional. Por tanto, el mismo punto físico en dos sistemas nacionales adyacentes tenía dos conjuntos diferentes de coordenadas en latitud y longitud. Hasta donde recuerdo, había una discrepancia de unos cinco segundos de arco entre las coordenadas del Ordnance Survey británico y las francesas en puntos de la costa del Canal, y una discrepancia aún mayor, principalmente en longitud, entre las coordenadas francesas y alemanas en Alsacia, que alcanzaba unas 300 yardas o más.”

Debido a las diferencias en escala, orientación y elipsoide entre los sistemas nacionales, no bastaba con hacer una corrección general de las coordenadas francesas para ajustarlas a las británicas. En cambio, tuvimos que calcular las longitudes y acimutes de líneas largas a través del sistema de triangulación francés desde el Paso de Calais hasta Alsacia, y luego a través del sistema alemán hasta, por ejemplo, la zona objetivo en el Ruhr. Estas se transfirieron luego a una extensión de nuestro sistema británico del Ordnance Survey. De este modo, se estableció una cuadrícula de correcciones variables a aplicar a los objetivos en Alemania (y también en Bélgica y Holanda), para hacerlos coincidir con las coordenadas de nuestras estaciones terrestres en el Reino Unido.

El Dr. F. E. Jones, estrechamente vinculado a Reeves en el desarrollo de ‘Oboe’, me pidió que sugiriera un objetivo de prueba desde el cual se pudiera obtener información precisa de observadores en tierra sobre la caída de las bombas, para poder comprobar las correcciones de triangulación. Sugerí apuntar a la sede del Sector 7 de la organización alemana de cazas nocturnos, que se encontraba en el Noviciado cerca de la ciudad belga de Florennes. Sabía que teníamos agentes belgas muy entusiastas en esa zona, que hasta ese momento no habían visto resultados visibles de la gran cantidad de inteligencia que nos habían enviado sobre la organización de los cazas nocturnos alemanes. Pude advertirles con antelación del ataque para que pudieran informar de los resultados inmediatamente.

El avión voló en un arco centrado en la estación de seguimiento en Trimingham, y las bombas fueron soltadas por la estación de rango en Walmer. Es un hecho que una de las bombas de esta primera misión con ‘Oboe’ impactó directamente en el Noviciado, y los belgas nos enviaron las posiciones de casi todas las bombas en 24 horas. Entonces se pudieron hacer correcciones para los errores relativamente pequeños de triangulación, los cuales habrían sido muy difíciles de detectar por otros medios.

En la práctica, el error medio del bombardeo fue de no más de 130 yardas desde 30,000 pies de altitud a 230 millas de distancia, y solo alrededor del 10 % del error se debía a imprecisiones básicas del sistema de radio.

Bombardeo de Precisión

El éxito de ‘Oboe’, si se hubiera seguido a fondo, podría haber cambiado por completo nuestra política de bombardeo. Tal como fue, los Mosquitos equipados con ‘Oboe’ tuvieron una larga racha de éxitos, marcando los objetivos para la fuerza principal, y el alcance del sistema se amplió sustancialmente mediante el uso de aviones intermedios que retransmitían las señales entre la estación terrestre y el avión de bombardeo.

Una fuerza bien entrenada de aviones no equipados con ‘Oboe’ podía lanzar sus bombas con sorprendente precisión sobre las marcas colocadas por el sistema ‘Oboe’, y dudo que alguien en el Estado Mayor del Aire haya comprendido la importancia de esto durante algún tiempo. Puede que yo haya sido el primero en hacerlo, porque había visto lo que el Grupo N.º 5 pudo lograr a este respecto cuando, en contra de mis expectativas basadas en experiencias previas con bombardeos de área, fueron capaces de eliminar las estaciones de interferencia alemanas en Francia poco antes del Día D. Ese tipo de objetivo exigía al menos tanta precisión como una planta petrolera en Alemania, y por tanto, parece que podríamos haber vuelto al bombardeo de precisión de Alemania mucho antes de lo que lo hicimos.

Las instalaciones petroleras habían sido un objetivo principal en 1940 y 1941, pero como fracasamos en destruirlas entonces, se desarrolló la doctrina de que no valía la pena bombardear los llamados “objetivos panacea”, como los llamaba con desdén Sir Arthur Harris. Sin embargo, como iban a demostrar los acontecimientos de finales de 1944 y 1945, los ataques a instalaciones petroleras, realizados con suficiente precisión, habrían reducido rápidamente a la impotencia a las fuerzas armadas alemanas.

El rendimiento de ‘Oboe’ sorprendió a los alemanes. Hitler convocó a Goering y a Martini, quien era Director General de Comunicaciones en la Luftwaffe, y los reprendió porque los británicos podían bombardear con precisión por la noche, mientras que la Luftwaffe no podía.

Goering, tal vez recordando su triunfal mensaje navideño de 1940 al K.Gr. 100, protestó diciendo que sí podían, y entonces Martini dio detalles del sistema ‘Y’. Hitler dijo que solo lo creería si Martini organizaba una demostración que mostrara que podían alcanzar con precisión la estación central de trenes de Múnich desde la región de Leipzig.

Martini me contó que tuvo que desviar recursos y reentrenar tripulaciones para la demostración; esta logró efectivamente alcanzar un objetivo del tamaño de la estación desde la distancia apropiada, pero su precisión —el 50 % de las bombas dentro de un radio de 900 yardas (unos 825 metros) a una distancia de 225 millas (362 km)— no era tan buena como la de ‘Oboe’, e incluso no era tan buena como la que habíamos presenciado nosotros mismos en 1940.

H2S

Como sistema adicional a ‘G’ y ‘Oboe’, el TRE también desarrolló H2S, un sistema que funcionaba en una longitud de onda de 10 (y más tarde 3) centímetros, el cual escaneaba el terreno bajo el avión mediante un transmisor de radar y, en efecto, construía un mapa en una pantalla de rayos catódicos mostrando el terreno hasta varias decenas de millas de distancia, con ciudades, cuerpos de agua y líneas costeras representadas con bastante claridad.

Esto se convirtió en una potente ayuda a la navegación equipada en cada bombardero, y además podía usarse para bombardeos a ciegas de áreas. Pero su uso fue un error.

El general Schmitt, quien comandaba los cazas nocturnos alemanes en ese momento, dijo que fue el mayor error individual de toda nuestra política de bombardeo. Primero, porque daba una advertencia muy temprana, ya que nuestros bombarderos lo activaban cuando aún estaban sobre Inglaterra; luego, porque el servicio de intercepción alemán podía seguir la trayectoria de los bombarderos sobre Alemania incluso cuando todos los demás métodos habían fallado debido a nuestras interferencias; y finalmente, porque los cazas nocturnos alemanes pudieron ser equipados para localizar a los bombarderos individuales.

Esto no es una crítica a H2S como un logro de la tecnología innovadora, sino a la manera en que se utilizó. Fue mucho más valioso para el Mando Costero, en la detección de submarinos, aunque incluso allí —como señaló el comandante Waters— habría sido más efectivo si se hubiese instalado primero en los aviones que escoltaban convoyes, donde los submarinos estaban más concentrados, en lugar de en los que patrullaban las zonas de tránsito en el Golfo de Vizcaya.

G-H

Un sistema adicional, que en cierto modo era un híbrido entre ‘G’ y ‘Oboe’, fue desarrollado bajo el nombre de ‘G-H’. En este sistema, una aeronave transmitía pulsos que eran recibidos y reemitidos de vuelta al avión por dos estaciones terrestres.

A riesgo de revelar su posición mediante estos pulsos, el avión podía así determinar sus distancias a las dos estaciones en tierra y, por tanto, calcular su propia ubicación. Aunque no era tan preciso como ‘Oboe’, este sistema resultó ser muy eficaz y fue usado con mucho éxito por el Mando de Bombardeo en el otoño de 1944.

Navegación de cazas

Al examinar las actividades de navegación de la Royal Air Force durante la Segunda Guerra Mundial, podemos observar que en 1940 y 1941 el Mando de Cazas no era mucho mejor que el Mando de Bombardeo, pero las deficiencias eran mucho menos evidentes porque los cazas generalmente operaban sobre territorio que conocían, y además había un elaborado sistema VHF D/F para ayudarles. Las incertidumbres de la navegación de cazas se hicieron evidentes para mí en 1941 cuando, pensando en nuestro regreso al continente, propuse que debíamos atacar las estaciones de radar alemanas en la costa del Canal con cazas; me dijeron en el Mando de Cazas que esto no sería factible porque los cazas no podían navegar con la precisión suficiente. Aunque esto era sin duda cierto, también sabía por mi contacto con pilotos de Reconocimiento Fotográfico que ellos navegaban en solitario durante horas sobre Alemania misma, sin mencionar cruzar el Canal, con una precisión que se demostraba por su casi 100% de éxito en fotografiar sus objetivos. Cuando pregunté a uno de nuestros mejores pilotos fotográficos cómo lo hacía, dijo que simplemente confiaba en sus instrumentos.

Para atacar las estaciones de radar, cada escuadrón de cazas debería ser liderado por una aeronave de reconocimiento fotográfico. Quizás motivados por esta sugerencia, nuestros cazas mejoraron tanto su navegación que para el Día D fueron capaces de silenciar cerca de 40 de las 47 estaciones de radar que podrían haber operado contra nosotros, un logro que contribuyó mucho al éxito del desembarco.

Rebecca-Eureka

Otro sistema de navegación utilizado por la Real Fuerza Aérea para contactar con miembros de la resistencia fue el sistema Rebecca-Eureka. En este, un pequeño transpondedor en tierra respondía a un transmisor de pulsos a unos 200 MHz ubicado en la aeronave, de modo que esta podía orientarse hacia él. Fue un dispositivo muy útil tanto para operaciones clandestinas como para el refuerzo en lanzamientos de paracaidistas. Después de la guerra, este sistema evolucionó hasta convertirse en el DME (Distance Measuring Equipment), un sistema de medición de distancia por pulsos estandarizado internacionalmente para aeronaves que operan en la banda de 960–1215 MHz.

Decca

Pocos de los desarrollos de navegación que habían tenido lugar en el aire, en ambos bandos, eran adecuados para su uso en el mar, debido al alcance relativamente corto con el que podían captarse las ondas cortas utilizadas en la mayoría de los sistemas. Sin embargo, el sistema «G» fue muy útil en el desembarco de Normandía, donde el alcance requerido no era muy grande. De todos los demás sistemas, el Electra-Sonne era, con diferencia, el más prometedor para uso marítimo, debido al mayor alcance que permitía su uso de ondas largas.

El problema de proporcionar un sistema que ofreciera simultáneamente gran alcance y precisión era difícil, porque la precisión/disminuye con el alcance debido a que las ondas no se curvan lo suficiente alrededor de la curvatura de la Tierra. La cuestión entonces era cómo extraer la máxima precisión posible de ondas lo suficientemente largas como para proporcionar el alcance necesario. Una solución elegante fue hallada por la compañía Decca, que consistía en algo similar a un sistema Electra, pero en el que los transmisores emitían en frecuencias que eran diferentes, aunque múltiplos de una frecuencia fundamental.

Estas frecuencias eran recibidas por el barco y luego multiplicadas nuevamente de manera que pudieran combinarse en una frecuencia doblemente multiplicada, simulando así un patrón de interferencia de los transmisores originales con longitudes de onda mucho más cortas que las realmente utilizadas. De esta manera, se lograba la precisión de un sistema de ondas cortas, con la cobertura de uno que usaba ondas largas.

El sistema resultó ser altamente exitoso y, por supuesto, hoy en día se utiliza ampliamente tanto en el mar como en el aire.

Loran

Incluso las ondas largas, sin embargo, presentan problemas de propagación, ya que tienden a ser reflejadas por la capa ionosférica, pudiendo así llegar al receptor por una ruta diferente, más larga y variable, lo que añade señales retardadas a las que se utilizan para deducir la posición del receptor, y esto perjudica la precisión.

Un paso evidente es utilizar ráfagas de pulsos en lugar de transmisiones continuas, de modo que los pulsos a nivel del suelo, que viajan por rutas más cortas, lleguen y puedan ser procesados en el receptor antes de que las señales retardadas lo alcancen. Este principio ha dado lugar a una serie de sistemas, entre los cuales Loran es uno de los más conocidos.

El más reciente de esta familia es Omega, que opera en 10 a 14 kHz y ofrece un alcance de cinco mil millas, por lo que ocho transmisores ubicados estratégicamente podrían cubrir toda la Tierra con errores de una milla o menos.

Además de su largo alcance, Omega tiene la ventaja adicional de que las ondas se atenúan menos al pasar por el agua del mar, por lo que pueden ser recibidas por un submarino sumergido.

Egon

Aunque nuestra superioridad en electrónica comenzaba ya a notarse en la ofensiva contra Alemania, los alemanes estaban planeando contraatacar en su Campaña de Represalia con dos armas: la V-1, la bomba volante, y la V-2, el cohete A4. Se suponía que debían estar listas para finales de 1943; pero, cuando hubo retrasos en su desarrollo, los alemanes improvisaron una campaña menor de bombardeo en febrero de 1944 utilizando su equipo estándar de radar, Freya, en una longitud de onda de 2,5 metros, y su sistema IFF, el Funk Gerät 25A. La precisión del Freya era tan buena que podía utilizarse prácticamente sin cambios para bombardeo a ciegas, y su haz dividido se dirigía al objetivo. La aeronave podía entonces usar este haz como guía, con un receptor adecuado, y la estación de radar podía determinar la distancia y enviar instrucciones para la liberación de las bombas.

Una debilidad del sistema era que el transpondedor de la aeronave podía ser interrogado y localizado por nosotros con un sistema Freya simulado; planeamos hacer esto, pero los alemanes abandonaron las operaciones antes de que pudiéramos usarlo de manera efectiva. Desarrollaron un sistema muy similar (llamado «Egon») para localizar y controlar a sus cazas en la batalla cada vez más intensa sobre Alemania.