Ignorantiae autem fatuorum effunde.

5.1.2. El sistema de navegación Decca.
Aunque fue inventado y promovido por dos ciudadanos estadounidenses, fue en el Reino Unido donde este sistema se desarrolló y, por esa razón, se incluye aquí. Algunos también afirman que nunca fue una ayuda a la navegación aérea real, pero lo cierto es que ha sido, y sigue siendo, utilizado por muchas aeronaves, aunque nunca fue adoptado oficialmente como un sistema recomendado por la OACI.

Los orígenes tempranos de Decca han sido bien documentados por Powell,¹² cuyo artículo debería consultarse para obtener más detalles. Aquí basta con señalar que el sistema fue concebido originalmente por W. J. O’Brien en los Estados Unidos como un método para medir la velocidad respecto al suelo de las aeronaves con fines de ensayo, y de hecho originalmente se denominó “Aircraft Position Indicator” (Indicador de Posición de la Aeronave). Sin conocimiento de las patentes de Harms o Honore, y aparentemente sin siquiera ser consciente del trabajo que se estaba llevando a cabo en los Estados Unidos por Shanklin, Donnelly y Holmes, O’Brien trabajó de forma independiente en el sistema entre 1936 y 1939. No logró despertar el interés de ninguna de las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos ni de las autoridades civiles, y el proyecto quedó en suspenso hasta el estallido de la guerra en 1939. Entonces ofreció la idea al Ministerio del Aire a través de su amigo H. F. Schwarz, un estadounidense que trabajaba en Londres para la compañía discográfica Decca. Ninguno de los dos conocía el trabajo que se estaba desarrollando sobre sistemas de impulsos, y la idea fue rechazada por Watson-Watt por considerarla demasiado vulnerable a interferencias y a la guerra electrónica.¹³

O’Brien y Schwarz, con el apoyo de Decca, probaron entonces un sistema prototipo en California utilizando un transmisor maestro a 300 kHz y uno esclavo a 600 kHz. La comparación se realizaba a 1200 kHz y su precisión se demostró en un automóvil. Esto probó la viabilidad básica del sistema, siendo la principal diferencia con respecto a propuestas anteriores el uso de diferentes frecuencias de radio, relacionadas armónicamente, para la transmisión, superando así el problema de identificación, y la comparación de fase en el mínimo común múltiplo de las ondas portadoras, sin necesidad de ningún tipo de modulación. Era una solución ingeniosa y tenía la ventaja adicional de ocupar un ancho de banda muy estrecho, que no requería altas potencias de transmisión, pero no eliminaba la ambigüedad.

El Almirantazgo, previendo futuros desembarcos en Francia y la necesidad de una navegación precisa, comenzó a interesarse por Decca en 1941 y organizó una prueba frente a Anglesey a mediados de 1942, para la cual se utilizaron las mismas frecuencias y equipos que en California. El resultado fue muy satisfactorio y llevó a que Decca continuara el trabajo con la ayuda del Admiralty Signals Establishment. En 1943 se decidió que la elección de frecuencias había sido deficiente y se adoptó un nuevo plan basado en una frecuencia común mínima de alrededor de 14 kHz, lo que dio lugar a las conocidas frecuencias de transmisión Decca r, 6, 8 y 9 f, donde f = 14 kHz. Es interesante señalar que 7 f, que habría sido 98 kHz, no se utilizó porque, incluso entonces, se estaba pensando en un nuevo sistema no muy distinto de Loran-C (que, por supuesto, aún no había sido diseñado en esa época), que operaría a 100 kHz.

En enero de 1944 se llevó a cabo una prueba de Decca (o QM, como se lo conocía entonces) en sus nuevas frecuencias en el mar de Irlanda, y también se lo comparó con Gee (entonces conocido como QH). Se comprobó que Decca tenía mayor alcance y precisión a nivel del mar, lo que condujo a su adopción para la parte naval de la operación Overlord, la invasión de Normandía, durante la cual 17 buques lo utilizaron para el dragado de minas. Nunca fue interferido y, hasta donde se sabe, su existencia durante la guerra nunca fue sospechada por los alemanes.

Después de la guerra se implantó como ayuda a la navegación marítima, para lo cual era especialmente adecuado; de hecho, tan adecuado como Gee lo era para la aviación. Los problemas de ambigüedad nunca estuvieron lejos y en 1947 se introdujo un sistema de identificación de calles (lanes), que solo fue una solución parcial y no resolvió completamente la cuestión. No fue hasta mediados de la década de 1950, con la introducción de la técnica de “multipulso” (Multipulse), cuando la identificación fiable de calles hasta el mismo alcance que el patrón básico eliminó casi por completo las ambigüedades.

En la década de 1960, Decca realizó un esfuerzo muy considerable para lograr que la OACI lo adoptara como ayuda estándar de navegación aérea en lugar de VOR/DME, lo que incluso incluyó el establecimiento de cadenas especiales en los Estados Unidos a expensas de Decca, pero sin éxito.

Además de la considerable inversión ya realizada en VOR/DME, los problemas técnicos de ambigüedad y de interferencias por electricidad estática debida a precipitaciones, ambos más graves para aeronaves que para buques, jugaron en su contra, así como el hecho de que, con un alcance fiable de unas 200 millas, una sola cadena Decca que requería cuatro transmisores cubría poco más de área que una sola instalación VOR/DME. En aquel momento, estaba instalado en la flota Viscount 701 de British European Airways, así como en muchos aviones más pequeños y helicópteros, y probablemente fue su punto más alto como ayuda de navegación aérea. En 1974, el Sr. H. Schwarz, director gerente de Decca Navigator, admitió que Loran-C probablemente era una mejor ayuda para aeronaves (y, de paso, que la navegación por satélite sería mejor que ambas).¹⁴

Aunque Decca Navigator como sistema aerotransportado tuvo poco éxito, muchos otros dispositivos producidos por Decca fueron proféticos y se adelantaron mucho a su tiempo. El concepto de navegación de área (Harco), el ordenador aerotransportado de navegación de área (Omnitrac) y la pantalla cartográfica de cabina (Decca Flight Log) se originaron todos en Decca y desde entonces se han convertido en estándar.

Actualmente, Decca se utiliza principalmente en helicópteros y pequeños aviones de negocios que lo consideran útil para operar en aeródromos pequeños sin otras ayudas a la navegación.

5.1.3. POPI (Post Office Position Indicator). El Indicador de Posición del Servicio Postal de 1946 fue otro sistema de baja frecuencia (40 kHz) basado en comparación de fase que tenía algunas características de Consol y de Decca. Utilizaba antenas situadas sobre una línea base corta que radiaban la misma frecuencia, pero no de forma simultánea, alternando entre las dos antenas cinco veces por segundo. Debido a la corta línea base, las hipérbolas resultantes degeneraban muy rápidamente en radiales. Una tercera antena, equiespaciada de las otras dos, servía para resolver en cierta medida las ambigüedades, y existía un método novedoso para medir realmente las diferencias de fase, utilizando un cuarto transmisor situado en el centro de los otros tres. El sistema nunca llegó a ponerse en servicio, pero el trabajo realizado en él fue adquirido posteriormente por Decca (véase más abajo), después de que un sistema estadounidense, Navarho, utilizara algunas de sus ideas.

5.1.4. Delrac (Decca Long Range Area Cover). Tras su trabajo en tiempo de guerra sobre el sistema Decca Navigator, la compañía Decca propuso en febrero de 1946 que se instalara una versión de muy baja frecuencia (VLF) de Decca para cubrir el Atlántico Norte. La cadena estaría compuesta por dos estaciones en el oeste de Irlanda, orientadas de modo que generaran guía de trayectoria a lo largo del gran círculo entre Londres y Nueva York, con una tercera estación en Bermudas para proporcionar medición de distancia. Nunca se implementó, pero el trabajo teórico continuó y en 1951 se publicó un documento que describía un sistema completamente desarrollado que proporcionaba cobertura de gran área y no se limitaba a trayectorias específicas. Después de que Decca adquiriera los derechos de patente de POPI, la propuesta fue retomada y los detalles se difundieron ampliamente tanto en el Reino Unido como en los Estados Unidos en 1954, abarcando tanto este sistema como Dectra (véase más abajo).¹⁵ El sistema fue propuesto a la OACI para satisfacer un requisito de la RTCA de una ayuda de navegación precisa de largo alcance, y las presentaciones realizadas en los Estados Unidos incluyeron una en el Pentágono, donde se discutió en relación con un sistema estadounidense llamado Radux (véase más abajo), que entonces se estaba desarrollando bajo clasificación militar.

Para obtener cobertura mundial, Delrac habría utilizado unos 28 transmisores, considerando Decca que diseñar para alcances relativamente limitados y líneas base más cortas, pero usando más transmisores, proporcionaría un mejor sistema que intentar coberturas de muy largo alcance con solo unos pocos transmisores. Por lo demás, tenía muchas similitudes con Omega, que aún no había aparecido en ese momento. Delrac contaba con identificación de calles utilizando frecuencias de f, f + 1/3 f, 1 + 1/2 f y f + 1/2 f, proporcionando resolución de ambigüedades en pasos de 3:1. La experiencia de Decca con su sistema Navigator indicaba que 3:1 era el mayor paso que podía utilizarse con seguridad. En la descripción del sistema se publicó una tabla de posibles frecuencias de radio, siendo un conjunto de 10,2; 10,78; 11,333 y 13,600 kHz, las frecuencias que finalmente se utilizaron para Omega. La precisión declarada era mejor que 10 millas, al nivel del 95 %, hasta un alcance de 2000 millas. Aunque Delrac contó con apoyo del Gobierno del Reino Unido, no se llevó adelante, al ser sustituido por Dectra. Sin embargo, Decca afirmó que el equipo de diseño de Omega había utilizado las principales características de Delrac, lo que dio lugar a acciones legales en 1973 (véase más abajo).

5.1.5. Dectra. Dectra (Decca Track) se instaló para uso aeronáutico como consecuencia del requisito de la RTCA mencionado anteriormente, como complemento transatlántico de largo alcance del Decca Navigator.¹⁶ Su principal diferencia con respecto al sistema Delrac era que utilizaba la banda de frecuencias normal del Decca Navigator, de 70 a 130 kHz, y los transmisores existentes de las cadenas Decca Navigator de Escocia y Terranova (fig. 8), que habían sido equipados con antenas del doble de altura de lo habitual (600 pies) y transmisores con una potencia cuatro veces superior a la normal. La potencia radiada resultante era unas 20 veces mayor de lo habitual, suficiente para proporcionar señales utilizables durante el día hasta unas 350 millas, es decir, más de la mitad del Atlántico. A esa distancia, dado que los transmisores seguían estando dispuestos sobre las líneas base normales, relativamente cortas, del Decca Navigator (de 50 a 60 millas), el sistema funcionaba como un sistema de rumbos más que como uno hiperbólico, y estaba destinado únicamente a proporcionar guía de trayectoria, aunque se instaló un transmisor en Islandia y se propuso otro en las Azores para ofrecer información de distancia restante.

Dectra era una propuesta mucho más económica que Delrac y, en teoría, no requería que la aeronave llevara un receptor especial si ya disponía del Decca Navigator normal. En la práctica, sin embargo, sí fue necesario un receptor especial. Los transmisores utilizados fueron el maestro y los esclavos púrpura de la cadena Decca Navigator del este de Terranova y las cadenas Decca de Escocia, transmitiendo a alrededor de 70 kHz, cuyas líneas base, de manera fortuita, estaban alineadas de tal forma que sus bisectrices derechas discurrían en paralelo y formaban así una trayectoria continua a lo largo de la ruta de gran círculo a través del Atlántico. La intención era que las aeronaves navegaran utilizando el Decca estándar sobre tierra, emplearan las rutas Dectra sobre el océano y regresaran al Decca estándar al otro lado. En aquel momento existía cobertura continua de Decca a lo largo de la costa este de Canadá, así como sobre el Reino Unido, y el esquema podría haber tenido éxito si Decca hubiera sido adoptado para uso aeronáutico y la introducción de los navegadores inerciales se hubiera producido un poco más tarde.

Se instaló de forma experimental a bordo de aeronaves de varias aerolíneas, incluidas los efímeros DC-7S de BOAC (como se llamaba entonces British Airways) y Pan American.¹⁷ Dectra fue discontinuado a finales de la década de 1960, cuando los sistemas de navegación inercial se convirtieron en la ayuda estándar de largo alcance para las aerolíneas.

5.2. Evoluciones en los Estados Unidos. Como se indicó anteriormente, en EE. UU. no se realizó un gran esfuerzo en ayudas de navegación hiperbólicas hasta que quedó claro que no podrían evitar su implicación en la Segunda Guerra Mundial. Antes de 1940, las fuerzas militares estadounidenses eran pequeñas y estaban mal financiadas, y no existía una Fuerza Aérea independiente, sino únicamente los cuerpos aéreos del Ejército y la Marina. Al igual que en la mayoría de las fuerzas aéreas militares de la época, se había prestado poca atención a los problemas de navegación precisa sobre territorio hostil y no se había formulado formalmente ningún requisito para ayudas radioeléctricas de navegación precisas.

En 1940, bajo los auspicios del National Defense Research Committee, se creó un Comité de Microondas para examinar qué nuevos desarrollos serían necesarios si Estados Unidos se involucraba en la guerra europea. Uno de estos desarrollos (conocido como “Proyecto 3” según la historia oficial del periodo,¹⁸ pero como “Proyecto C” según el profesor Jack Pierce, miembro del equipo de desarrollo¹⁹) debía ser un sistema de navegación radioeléctrica hiperbólica por impulsos que operara en el extremo inferior del espectro VHF, alrededor de 30 MHz, muy parecido a Gee, del cual los estadounidenses no sabían nada en ese momento. Con el tiempo se convertiría en el sistema Loran-A, del cual nacería Loran-C.

5.2.1. Loran-A. El Comité Técnico del Cuerpo de Señales del Ejército de los EE. UU., en una reunión celebrada el 1 de octubre de 1940, redactó una especificación que solicitaba un sistema de navegación radioeléctrica de precisión con una exactitud de al menos 1000 pies a una distancia de 200 millas. Esta fue adoptada como el “Proyecto 3 (o C)” por el Comité de Microondas y en diciembre de 1940 se cursaron los primeros pedidos de equipos. A comienzos del verano de 1941 el proyecto pasó al Radiation Laboratory Navigation Group, que, tras cierto estudio, decidió que los alcances que podían lograrse a 30 MHz quizá fueran demasiado limitados para las necesidades estadounidenses y que se podrían obtener mejores resultados a frecuencias más bajas en la banda HF. Mientras aún se estaban construyendo los transmisores originales de 30 MHz, se obtuvieron nuevos transmisores para utilizar frecuencias entre 3 y 8 MHz, y en el verano de 1941 comenzaron las transmisiones experimentales.

Se hizo evidente casi de inmediato que las frecuencias más bajas, alrededor de 3 MHz, eran más estables, pero existían dificultades considerables para realizar mediciones precisas de retardo temporal. Este era el mismo problema que afrontaba el equipo de desarrollo de Gee en el Reino Unido, pero se veía agravado por los impulsos mucho más largos que utilizaba Loran-A a sus frecuencias más bajas. Conviene recordar que en ese momento prácticamente no se había trabajado en la transmisión de impulsos de alta potencia a baja frecuencia, y la técnica estaba en su infancia.

Mientras se llevaban a cabo estas pruebas, se recibió información desde la oficina de enlace del Reino Unido en los EE. UU. sobre el sistema Gee, incluidos algunos detalles sobre cómo se realizaban las mediciones temporales en Gee.¹⁹ El equipo estadounidense estaba intentando utilizar una base de tiempos circular para aumentar la precisión, pero había encontrado dificultades, por lo que la técnica británica de utilizar bases de tiempo retardadas y estroboscópicas despertó gran interés y fue adoptada de inmediato. Además, al darse cuenta de lo avanzado que estaba el trabajo en Gee, el equipo estadounidense no vio razón para duplicar el esfuerzo británico y abandonó cualquier trabajo adicional sobre el Proyecto 3 original.

Preveían que la principal aplicación del nuevo sistema sería el trabajo con convoyes navales, y que el largo alcance sobre el mar sería fundamental. Las pruebas comparativas a diferentes frecuencias, evaluando el comportamiento de la onda de superficie y la onda ionosférica, condujeron finalmente a la elección de 1,9 MHz como frecuencia óptima, y todo el trabajo de desarrollo posterior utilizó esta frecuencia. En un momento dado existió la intención de complementarla con una segunda frecuencia de alrededor de 5,5 MHz para uso diurno de largo alcance, pero nunca se implementó salvo con fines experimentales. (Para quienes pertenecen a la generación del autor y utilizaron el receptor Loran APN-4, esto explica el misterio de por qué había una cuarta posición en el selector de frecuencias marcada como “HF”).

A mediados de 1942, R. J. Dippy, inventor del sistema Gee, fue enviado a los Estados Unidos durante ocho meses para ayudar en el desarrollo de Loran. Muchas de las técnicas utilizadas en Gee fueron adoptadas, y fue él quien insistió en que los receptores Loran y Gee se fabricaran de forma físicamente intercambiable, de modo que cualquier aeronave de la RAF o de la USAAF equipada para uno pudiera utilizar el otro simplemente intercambiando las unidades. (Esto seguiría siendo valioso, mucho después del final de la guerra, para los navegantes del Transport Command que volaban la ruta a Australia desde el Reino Unido y podían conectar el equipo adecuado según dónde se encontraran). También diseñó el equipo de temporización y sincronización de las estaciones terrestres, y su ayuda aceleró considerablemente el desarrollo de Loran.

Una vez finalizado el diseño, la producción avanzó rápidamente. El primer par de Loran-A estuvo permanentemente en el aire en junio de 1942 (Montauk Point, Nueva York, y Fenwick Island, Delaware), y en octubre ya había estaciones adicionales a lo largo de la costa este de Canadá. El sistema entró en servicio a comienzos de 1943 y, a finales de ese año, se establecieron estaciones en Groenlandia, Islandia, las Feroe y las Hébridas para completar la cobertura del Atlántico Norte, siendo algunas operadas por la Royal Navy. A petición de la RAF, se instaló otra estación en las Shetland para cubrir Noruega, y Loran fue utilizado finalmente por más de 450 aeronaves del Coastal Command.

Paralelamente, también se establecieron estaciones en el Pacífico y, para 1944, había 72 transmisores en funcionamiento y más de 75 000 receptores en uso.

Una diferencia importante en el modo de funcionamiento de Loran-A en comparación con Gee era que sus transmisores operaban en pares en lugar de en cadenas. La diferenciación entre pares se hacía en función de la frecuencia de repetición de impulsos, utilizándose solo tres frecuencias básicas: 1950, 1900 y 1850 kHz. Se empleaban múltiples frecuencias de repetición de impulsos que diferían en 1 parte en 400, derivadas de fundamentales de 333 y 25 impulsos por segundo. El método de operación consistía en sincronizar el receptor con un par y tomar una diferencia de tiempo; a continuación, se resincronizaba con otro par elegido para proporcionar una buena geometría y se tomaba una segunda diferencia de tiempo. Teniendo en cuenta el movimiento durante el intervalo, estas diferencias se trazaban en una carta y se obtenía una posición.

El retardo podía ser a veces bastante largo, ya que el gran arte en el uso de Loran consistía en distinguir entre la onda de superficie y las ondas ionosféricas (fig. 9). Por la noche podían observarse largas series de hasta veinte o treinta impulsos de onda ionosférica, y el impulso vital de onda de superficie podía quedar oculto en el ruido. Se necesitaba una experiencia considerable para estar seguro, a mayores alcances, de cuál impulso era cuál, y más de un navegante acabó con errores de 20 o 30 millas al confundir ondas ionosféricas de primer o segundo salto, o al emparejar incorrectamente ondas de superficie y ondas ionosféricas. No era en absoluto tan fácil ni tan rápido de usar como Gee y el autor, tras haber pasado varios años utilizando ambos sistemas, no alberga dudas sobre cuál prefería.
Loran-A persistió mucho después de la guerra y se convirtió en una ayuda de navegación transatlántica estándar para aeronaves civiles hasta la llegada de la navegación inercial. Nunca fue realmente una ayuda operada por el piloto y, cuando el navegante especialista desapareció de la cabina, Loran también desapareció. El último transmisor del Atlántico Norte se apagó en 1980, aunque uno o dos todavía funcionan en el Pacífico.

5.2.2. Loran sincronizado por onda ionosférica (Skywave-synchronized Loran o 55 Loran). La propiedad de Loran de proporcionar alcances muy largos durante la noche mediante la propagación por onda ionosférica fue investigada en 1943 por el profesor Pierce, quien se sorprendió al descubrir que, si sincronizaba una estación Loran con otra a 1000 millas o más de distancia durante la noche usando ondas ionosféricas, las diferencias de tiempo resultantes tenían un error de apenas medio kilómetro aproximadamente.²⁰

La aplicación obvia era para la RAF en Europa, que volaba principalmente de noche y que aceptó de inmediato su instalación. Una estación en Escocia (cerca de Aberdeen) y otra en Bizerta (Túnez) formaban un par, y el otro par estaba entre Orán (Argelia) y Bengasi (Libia) (fig. 10). Estas estaciones cubrían prácticamente toda Europa durante la noche y fueron utilizadas operativamente por Bomber Command en octubre de 1944, con casi todo el 5 Group equipado para 1945.

La precisión se estimó entre 1 y 1,5 millas, y llegó incluso a utilizarse como un sistema de bombardeo a ciegas a principios de 1945. Para este propósito se diseñó un receptor especial que podía proporcionar simultáneamente líneas de posición en dos tasas de repetición. La aeronave se volaba siguiendo una línea mientras la otra se usaba como indicador de distancia restante.

Con lo que hoy se sabe sobre retardos de la onda ionosférica y la falta de información geodésica precisa, es sorprendente que se lograran incluso estos niveles de precisión, y la selección del modo correcto de onda ionosférica debió ser un auténtico infierno.
5.2.3. Loran-B. Esto se incluye aquí solo por completitud, ya que nunca llegó a alcanzar un estado operativo y fue diseñado únicamente para buques.

Básicamente, fue un intento a principios de los años 1960 de rediseñar correctamente Loran-A, cuyo desarrollo durante la guerra había sido bastante apresurado, y de añadir nuevas características. El Loran-A original, incluso en alcance por onda terrestre, nunca fue un sistema muy preciso, ya que la longitud del pulso era de unos 40 µs, pero se había observado que proporcionaba señales estables y utilizables hasta unos 400 millas sobre el mar. No se había intentado en el diseño original lograr coherencia de fase en los pulsos transmitidos, lo que hacía imposible la comparación de fase dentro del pulso (como en Loran-C). Los transmisores se rediseñaron para conseguir esto y se desarrolló un nuevo receptor. La comparación de fase aumentó la precisión a aproximadamente medio ciclo (½ µs), lo que supuso una mejora considerable. Otra característica nueva era que los transmisores se operarían en cadenas en lugar de pares, permitiendo la medición simultánea de dos diferencias de tiempo. No se sabe por qué se detuvo el desarrollo, salvo que se pensara que Loran-C lo sustituiría. Los sistemas de comparación de fase a 2 MHz tuvieron más tarde un enorme éxito en trabajos de levantamiento marítimo, y en los años 1980, una empresa, aparentemente sin haber oído hablar de Loran-B, propuso como novedad pulsar su sistema de comparación de fase de 2 MHz para eliminar problemas de onda ionosférica y ambigüedad.

5.2.4. Loran-C. La guerra del Pacífico mostró la necesidad de un sistema similar a Loran que pudiera operar a mayores distancias durante el día que Loran-A. Había pocas islas donde ubicar transmisores y estaban a grandes distancias entre sí. La única esperanza parecía ser probar las técnicas de Loran a bajas frecuencias, y en 1945 se instaló un conjunto experimental de tres transmisores Loran operando a 180 kHz en la costa este de EE. UU., utilizando antenas sostenidas por globos.

El resultado principal de estas pruebas fue demostrar que la coincidencia de envolvente de pulso, usada en Loran-A, era demasiado inexacta con los pulsos largos necesarios a estas bajas frecuencias, y que se requeriría comparación de fase. Los experimentos no se continuaron y el sistema, llamado LF Loran en ese momento, fue desmantelado al finalizar la guerra. El Radiation Laboratory, que había patrocinado el trabajo, también cerró, y la responsabilidad de trabajos posteriores pasó a la nueva Fuerza Aérea de EE. UU.. Los transmisores usados para LF Loran se reubicaron en Alaska para pruebas de propagación LF en áreas árticas, proporcionando datos muy útiles.

En 1946, la compañía Sperry propuso un sistema de navegación llamado Cyclan, que usaría comparación de fase y operaría a dos frecuencias de 180 y 200 kHz, usando la diferencia entre ellas para resolver ambigüedades. Fue probado por la USAF en 1948 con 160 y 180 kHz, y más tarde reducido a una sola frecuencia y renombrado Cytac para posible uso como navaid militar táctico. Tras más pruebas en 1949, la Fuerza Aérea decidió concentrarse en sistemas inerciales y Doppler para uso táctico y detuvo el desarrollo.

Paralelamente, se desarrolló un sistema llamado Navarho, derivado del sistema británico POPI, que proporcionaba alcance y rumbo, midiendo la variación de fase entre la señal transmitida y un oscilador de referencia local muy estable. Esta fue la primera vez que se intentó esto. La tecnología de osciladores portátiles de la época no estaba realmente a la altura, y el proyecto se abandonó junto con un desarrollo posterior llamado Navaglobe, destinado a ofrecer cobertura de área amplia.

La Marina de EE. UU. comenzó a interesarse unos años más tarde y recomisionó los tres transmisores originales de Cytac en Forestport, NY (luego usados para transmisiones experimentales Omega), Carolina Beach, NC, y Carabelle, FL, para una prueba a bordo del USCG cutter Androscoggin en abril de 1956. Las transmisiones fueron pulsos coherentes de fase de 100 kHz de 100 µs con potencias de pico de 60 kW, salvo Forestport, que tenía una torre de 1280 pies y radiaba unos 200 kW.

Estos pulsos eran menos de la mitad de la duración adoptada posteriormente en Loran-C (240 µs) y alcanzaban amplitud máxima en solo 25 µs, comparado con los 60 µs posteriores. Los resultados mostraron alcance diurno de onda terrestre de 220 millas, nocturno 1650 millas y ondas ionosféricas hasta 3000 millas. La precisión de diferencia de tiempo se estimó en 0,1 µs.

Animada por estos resultados, la Marina estableció transmisores en el noreste del Atlántico y el Mediterráneo en 1957, seguidos por muchos más en el Pacífico y otras regiones, nombrando el sistema Loran-C. Los primeros contratos para receptores fueron otorgados, entre otros, a Decca Navigator, que produjo el AN-SPN 31, probablemente el más exitoso de los primeros receptores Loran-C, con 12 controles y un peso superior a 100 lb.

Aunque inicialmente se diseñó como sistema marítimo, Loran-C se utilizó ampliamente en navegación aérea, y durante pruebas en 1963 se voló a más de Mach 1 en un Vulcan. Se instaló una cadena en Vietnam en los años 1960 para el uso de aeronaves de la USAF. Se montó en muchos aviones civiles de largo alcance mientras se probaban los sistemas inerciales, y todavía se usa en aeronaves militares de largo alcance.

La compañía Decca demandó a la Marina de EE. UU. en 1969 alegando que Loran-C infringía patentes suyas relacionadas con un sistema de navegación pulsado de 100 kHz. Inicialmente se falló a favor de Decca, pero se revocó en apelación, alegando la Marina necesidad militar.

5.2.5. Loran-D. Sistema táctico diseñado como ayuda de bombardeo por la USAF. Usaba transmisores portátiles, líneas base más cortas que Loran-C, y una transmisión de 16 pulsos en lugar de ocho. Se utilizó en varios ejercicios militares en Europa en los años 1960, y posteriormente se levantó una estación temporal en el Reino Unido.

5.2.6. Radux. Tras las pruebas de LF Loran de 1945 y al darse cuenta de que la coincidencia de envolvente de pulso a bajas frecuencias no era suficientemente precisa, se intentó superponer una modulación de baja frecuencia alrededor de 200 Hz para sincronización y resolución de ambigüedades cíclicas a 100 kHz. Tras varios años de experimentación, se concluyó que no sería exitoso, pero la modulación proporcionaba cronometraje suficientemente bueno para resolver ambigüedades de frecuencias más bajas, como 10 kHz. Se diseñó un sistema compuesto que irradiaba 40 kHz modulados a 200 Hz con ráfagas de 10 kHz superpuestas, llamado Radux-Omega, pero no tuvo éxito.

5.2.7. Omega. Radux-Omega mostró las posibilidades de propagación a muy baja frecuencia, pero había temores sobre errores de ambigüedad usando una sola frecuencia. En los años 1960 aparecieron dos factores: el sistema de navegación inercial (INS) y la gran fiabilidad electrónica tras la introducción del transistor. Esto permitió desarrollar un sistema de frecuencia única. Se abandonó el 40 kHz de Radux y se implementó un sistema con transmisores en California y Hawái a 12,6 kHz, ampliándose luego con transmisores en Panamá y Criggion, Gales del Norte, usando osciladores de cristal extremadamente estables desarrollados por Dr. L. Essen.

En 1963 se formó el Omega Implementation Committee, presidido por Prof. J. A. Pierce, que diseñó el sistema final. Omega alcanzó implementación completa de ocho estaciones en 1983 y se usa en rutas aéreas de largo alcance y por fuerzas militares.

5.3. Desarrollo en Alemania
5.3.1. Sonne (Consol). Aunque los sistemas hiperbólicos no se completaron en Alemania, Dr. Ernst Kramar desarrolló en 1938 una versión mejorada del American Radio Range, capaz de proporcionar múltiples equisignales para definir varias rutas (Elektra). Tras su uso militar, se le pidió incluir información direccional, renombrándose Sonne. Hubo planes para versiones llamadas Mond y Stern.

Se instaló en Noruega, Francia y España para aeronaves alemanas y U-boats. Era un ejemplo de sistema hiperbólico colapsado, donde la línea base entre antenas era tan corta que las hipérbolas degeneraban en radiales, convirtiéndose en un sistema de rumbo.

Sonne/Consol usa tres antenas en línea a 12 millas, separadas unos tres longitudes de onda a 300 kHz. Se alimenta la misma señal a las tres antenas, con desfase de ±90° en las externas, generando lóbulos múltiples con nulos profundos, que se barren continuamente y sincronizan con un patrón Morse de puntos y rayas. El navegador solo necesita un receptor ordinario sintonizable a 300 kHz, escuchando la secuencia de puntos y rayas para determinar su línea de posición.

Un solo transmisor no proporciona un fix, pero es un sistema muy útil, fácil de usar y con equipo sencillo. Alcance: hasta 1000 millas, precisión: 1/6 de grado (≈3 millas a 1000 millas). La mayoría de estaciones Consol se apagaron en 1980, aunque una sigue en servicio en Stavanger, Noruega (319 kHz, LEC).

5.4. Desarrollo en la URSS. Poco se conoce públicamente. Se sabe que en 1940 se recomendó un sistema hiperbólico, y en los años 1950 existía un sistema similar a Loran-C llamado Chaika, rastreable con receptores Loran-C. Funcionaba con una cadena de cuatro esclavas con la estación maestra cerca de Moscú y esclavas a aprox. 740 km, diseñado para uso terrestre en aeronaves. Más tarde se añadió una segunda cadena en el Extremo Oriente soviético, compatible con Loran-C.

Se detectó un sistema tipo Omega en 1970, con transmisores ubicados para cubrir el Ártico, funcionando desde entonces sin nombre oficial en la URSS.

Los receptores del Decca Navigator fueron diseñados y construidos en Alemania Oriental en los años 1960 sin autorización de Decca, aunque no se construyeron cadenas Decca allí.

6. Comentario. No se mencionó la preparación de cartas. Antes de las computadoras, los navegantes debían trazar lecturas de diferencias de tiempo sobre cartas con hipérbolas superpuestas. Las discrepancias geodésicas y perturbaciones locales hacían que, para mayor precisión, el navegante realizara calibraciones locales. Las afirmaciones de “precisión absoluta” a veces eran poco fundamentadas, aunque la repetibilidad se mantenía. No se abordaron sistemas hiperbólicos especializados para bombardeo o levantamiento, cuyo enfoque era la precisión más que la facilidad de uso.

Es sorprendente que solo en los últimos diez años los sistemas hiperbólicos de baja frecuencia se hayan aceptado ampliamente como ayudas de navegación aérea general, instalándose en EE. UU., y próximamente en URSS y Europa. Muchos desarrollos actuales fueron previstos por Decca en los años 1950 y 1960, aunque la tecnología aún no estaba lo suficientemente avanzada.

7. Agradecimientos. El autor agradece a Claud Powell (FRIN, C.Eng, MIEE), y a J. E. D. Williams, F. C. Richardson y D. Page (FRIN) por su valiosa ayuda y comentarios.

Palabras clave: Historia, navegación aérea, navegación por radio, sistemas hiperbólicos.

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%.

Un solo transmisor de radio puede ser diseñado para suministrar suficiente información como para proporcionar a un navegante tanto el rumbo (fácilmente) como la distancia (problemático pero posible). Si está ubicado en un aeródromo que el aviador desea encontrar, entonces no se necesita mucho más, y la idea puede extenderse de manera que una serie de transmisores puedan guiar a un aviador a lo largo de cualquier trayectoria deseada. Aunque es bastante satisfactorio para este propósito, es más bien inflexible si las rutas fijas necesitan cambiarse en intervalos cortos, y resulta costoso si hay muchas rutas fijas. Un sistema de radionavegación con cobertura de área cubre simultáneamente toda una gran zona y evita estos problemas, pero crear uno utilizando sistemas “solo de rumbo” puede ser costoso, ya que la precisión en la localización basada en rumbos disminuye rápidamente a medida que aumenta la distancia — si el rumbo se mide con una precisión de 5°, esto puede contribuir con un error de más de 8 km a solo 100 km de distancia.

La solución a esto es medir la distancia, ya que cualquier error se mantiene constante en todas las distancias, pero esto solo puede lograrse utilizando el tiempo como un análogo, y se requiere una sincronización muy precisa para una precisión razonable — una millonésima de segundo equivale a 300 metros. Actualmente esto no representa un problema particular, pero en los primeros días de la radio era imposible y, durante mucho tiempo después, la única manera concebible de hacerlo era mediante mediciones diferenciales de fase. No fue hasta finales de los años 30, cuando se logró generar pulsos cortos de alta potencia, que se hizo posible hacerlo de forma directa y sin ambigüedad.

En los primeros días de la radio parecía que la correlación entre la intensidad de la señal y la distancia podría ser útil. Fundamentalmente, es un método deficiente porque, incluso si la intensidad de la señal recibida disminuyera solo de acuerdo con la predicción teórica, lo haría de manera logarítmica, y la diferencia de intensidad en unos pocos kilómetros, salvo a distancias muy cortas, es mínima. Es bastante difícil para el oído humano notar la diferencia entre dos señales con menos de 3 dB de diferencia, pero esto representa un cambio de distancia — para una señal de 300 kHz sobre agua salada, por ejemplo — de 100 a 140 km. En otras palabras, la medición de distancia mediante comparación de amplitud tiene mucha menos precisión que la de rumbo. A pesar de esto, Marconi le dedicó algo de tiempo en 1900, y también hubo trabajos alemanes en ese mismo año que no ha sido posible rastrear.

Más tarde, en los años 20, cuando la estabilidad de fase razonable se volvió posible, resurgió el interés en la medición de distancia. No es posible medir la fase de forma aislada — solo puede medirse en comparación con un estándar que se asume inmutable. Un oscilador de referencia en el receptor sería adecuado si tuviera una estabilidad extremadamente alta, pero incluso hoy estamos apenas en la etapa en la que los osciladores lo suficientemente estables (o «relojes» en la terminología moderna), como los estándares de cesio y rubidio, se han vuelto lo suficientemente pequeños y baratos como para ser transportados como algo cotidiano. Ciertamente, en los años 30 y 40, los osciladores de cristal disponibles estaban lejos de ser lo suficientemente estables. El único método era usar comparación de fase dentro del propio sistema — es decir, medir la fase de un transmisor respecto a la de otro, estando ambos sincronizados en fase de alguna manera. Esto resolvía dos problemas a la vez, ya que los dos transmisores podían estar ubicados a cierta distancia uno del otro y así producir una familia de hipérbolas que cubrían una zona considerable. La técnica fue implementada de muchas formas diferentes, y aún hoy es el método más preciso para realizar comparaciones temporales. Sin embargo, llevaba (y lleva) consigo un problema de ambigüedad: la medición es muy precisa dentro de un solo ciclo, pero no identifica inherentemente cuál ciclo está siendo utilizado.

A partir de 1935 aproximadamente, la tecnología había avanzado lo suficiente como para permitir la medición directa de distancia mediante la transmisión de un pulso de alta potencia y la medición del tiempo que tomaba en llegar a un objeto distante y regresar. Esto podía lograrse por reflexión (usando microondas) o haciendo que el objetivo distante transmitiera su propio pulso de respuesta tan pronto como recibiera el original. No era tan preciso como los métodos de fase, pero tenía la enorme ventaja de ser no ambiguo. El problema de la temporización precisa se resolvió disponiendo que el pulso saliente activara un sistema de cronometraje que se detenía con el pulso de retorno, y así solo debía mantener su estabilidad por unas pocas decenas o centenas de microsegundos. El principio fue adaptado a los sistemas de radionavegación de cobertura de área mediante la organización de una cadena de tres o cuatro transmisores que transmitían en un patrón sincronizado entre sí.

Más adelante se desarrollaron sistemas que usaban tanto pulsos como fase, siendo la manifestación más reciente el GPS, que emplea análogos no ambiguos de pulso y fase para lograr una precisión realmente alta.

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.

El sistema Knickebein cruzaba dos haces sobre la zona objetivo, de modo que el bombardero podía volar a lo largo de un haz hasta que también escuchara el haz transversal; y cada bombardero pesado de la Luftwaffe estaba equipado para utilizar el sistema. Esto solo permitía bombardear un área, quizás de una milla cuadrada, pero podía ser usado a través de las nubes y de noche por cualquier piloto que hubiera sido entrenado en el sistema de aterrizaje ciego. Por lo tanto, representaba una amenaza grave porque toda la fuerza de bombarderos alemana podría operar de noche, cuando nuestros cazas eran impotentes para interceptarlos. Las contramedidas de radio eran, por lo tanto, nuestra única forma de defensa.

Aunque Knickebein utilizaba haces tipo Lorenz, era producto de una empresa rival, Telefunken. La propia compañía Lorenz adoptó un sistema más refinado, desarrollado a partir de 1933 por el Dr. Hans Plendl, que empleaba longitudes de onda más cortas (alrededor de 4 metros) y haces más estrechos y definidos. En este sistema, el bombardero volaba a lo largo del haz director, que generalmente provenía de un transmisor al noroeste de Cherburgo, y luego cruzaba dos haces transversales, uno a 20 kilómetros y el otro a 5 kilómetros antes del objetivo. Al cruzar el primero de estos haces, el observador de bombas iniciaba un reloj y lo detenía al pasar por el segundo haz. El intervalo de tiempo le indicaba la velocidad de la aeronave y también sabía que estaba a 5 kilómetros del objetivo; sabiendo la altura por su altímetro, entonces, en principio, podía calcular el momento exacto para soltar la bomba para que impactara en el objetivo, y el vuelo por el haz corregía aproximadamente el viento cruzado. En la práctica, la tarea del observador de bombas era aliviada por una pequeña computadora mecánica que determinaba por sí misma el momento correcto para liberar la bomba. Además de los tres haces básicos, también había haces más gruesos para ayudar a la tripulación aérea a fijar los haces principales. Este era el sistema X, que proporcionaba el método de bombardeo ciego más preciso de la época.

A pesar del logro del Dr. Plendl y la compañía Lorenz, parece que el Estado Mayor de la Luftwaffe no comprendió inicialmente su importancia. La Luftwaffe había sido diseñada principalmente para apoyar operaciones terrestres, y el bombardeo a gran distancia durante la noche, que podría haber atraído a los alemanes como lo hizo en la Primera Guerra Mundial, evidentemente se consideraba como un papel secundario. Afortunadamente para nosotros, las posibilidades completas del bombardeo por el sistema X o incluso del bombardeo por Knickebein no fueron apreciadas por el Estado Mayor de la Luftwaffe; malgastaron la primera de las unidades especializadas en el haz X, el Tercer Grupo de Kampf Geschwader 26, en operaciones de apoyo cercano en la campaña de Noruega, y fue un nuevo grupo, K. Gr. 100, el que utilizó por primera vez el sistema X contra Inglaterra. Inicialmente, este grupo operaba independientemente de la fuerza principal de bombarderos, y a veces podíamos ver su característica ‘firma’ en los gráficos de bombardeo. Uno de esos gráficos se muestra en la Figura. Este hace referencia a un ataque a Birmingham el 26 de octubre de 1940 y muestra cómo la mayoría de las bombas cayeron a no más de 100 yardas de la línea del haz principal, aunque se esparcieron por un rango de unas tres millas. Una característica del patrón que nunca he podido explicar, por cierto, es que algunos aviones soltaron sus bombas en dos líneas subsidiarias, aproximadamente a medio kilómetro a cada lado del haz principal. Me pregunté si esto se lograba mediante un desplazamiento deliberado desde el haz principal, pero parecía sorprenderle al Dr. Plendl cuando se lo mencioné después de la guerra, así que la dispersión pudo haberse debido a algún factor accidental en el sistema.

Nuestro conocimiento del sistema Knickebein nos permitió tomar contramedidas bastante efectivas desde el inicio de la campaña principal de bombardeo nocturno, y la importancia del K. Gr. 100 se hizo evidente para el Estado Mayor de la Luftwaffe. El Mariscal de Campo Mitch recomendó que el grupo recibiera prioridad en personal y aeronaves, y aconsejó a Göring que, con los haces de radio, los ataques podrían tener éxito incluso en las noches más oscuras o a través de las nubes. En Gran Bretaña, la importancia de los haces X fue repetidamente minimizada por varios oficiales de alto rango, al menos tan repetidamente como yo y mis colegas enfatizábamos su importancia. Cuando en octubre encontramos que el K. Gr. 100 comenzaba a soltar bengalas, la escuela anti-haces argumentaba que esto demostraba que el vuelo por el haz era tan deficiente que los pilotos tuvieron que recurrir a las bengalas para saber dónde estaban. Respondí con una explicación más probable: que el grupo probablemente estaba practicando el lanzamiento de bengalas (que siempre caían sobre el objetivo) para marcarlo para el resto de la fuerza de bombardeo, la cual había sido desactivada de Knickebein por nuestras contramedidas. El ataque a Coventry en la noche del 14 al 15 de noviembre mostró, desafortunadamente, que esta explicación era la correcta, y abrió una nueva fase en la guerra del terror que nosotros, finalmente, aplicaríamos de manera aún más vigorosa que los alemanes.

Tal fue el éxito del K. Gr. 100 que recibió un mensaje de Año Nuevo de parte de Göring:
«Al finalizar 1940, expresé al oficial al mando y a este grupo mis más sinceros agradecimientos por un logro único en la historia. Sé del enorme esfuerzo personal que ha implicado por parte de cada individuo, y estoy convencido, camaradas míos, de que en 1941 también solo conoceréis la victoria. Así que les deseo a cada uno de ustedes suerte y éxito continuo en el próximo año. ¡Heil Hitler!»
Nos tentó con ironía enviarle una copia de «La caza del Snark» –
«¿Y has matado al Jabberwock? Ven a mis brazos, mi niño de los haces. ¡Oh, día maravilloso! ¡Callooh! ¡Callay!» Él chasqueó de alegría.»

El rendimiento del sistema X fue gradualmente limitado por nuestras contramedidas, que en su mayoría consistían (como en el caso de Knickebein) en transmitir puntos desde transmisores operados por una nueva organización, el Ala No. 80, para enmascarar la verdadera zona equisignal, ya que el piloto entonces escucharía puntos superpuestos sobre ella, y así navegaría hacia la zona de líneas discontinuas. Esto a veces resultaba en una trayectoria curva, lo que dio lugar a la leyenda de que estábamos «girando el haz». Los alemanes estaban listos con una nueva técnica, el ‘sistema Y’, que era un desarrollo adicional del Dr. Plendl, utilizando longitudes de onda alrededor de 7 metros. En este sistema, había un haz director, muy similar al sistema X, pero con los puntos y rayas reemplazados por señales de igual duración provenientes de los haces derecho e izquierdo, con un espacio interpuesto, de modo que, por ejemplo, la señal del haz derecho se podría identificar por el hecho de que venía inmediatamente después del espacio. Esto simplificó la creación de un indicador de rumbo automático, que proporcionaba al piloto una indicación visual, en lugar de una auditiva, de su posición relativa a la línea equisignal verdadera. Un cambio más radical fue el método para determinar dónde se encontraba la aeronave a lo largo del haz director en relación con el objetivo. En el nuevo sistema, una estación en tierra cerca de la fuente del haz enviaba una señal modulada que era recibida por el bombardero y retransmitida de nuevo a la estación en tierra. La diferencia de fase entre la modulación saliente y la que regresaba medía el tiempo de viaje de la señal hacia el bombardero y de vuelta, y por lo tanto la distancia a lo largo del haz. Así, la posición y velocidad del bombardero podían medirse en la estación terrestre y el punto correcto de liberación de las bombas calculado allí y enviado como orden al bombardero.

Afortunadamente, había adivinado las partes esenciales del sistema antes de que fuera utilizado. Por un lado, el método de medición de distancia ya había sido descrito por los rusos en un sistema para posicionar barcos en el mar. Luego, el famoso Informe Oslo de 1939 había descrito un sistema de medición de distancia similar, siendo desarrollado para la Luftwaffe. No menos misterioso del Informe Oslo es el hecho de que, cuando conocí al Dr. Plendl después de la guerra, me dijo que se sentía muy orgulloso de haber desarrollado todo el sistema Y y haberlo puesto en funcionamiento en menos de seis meses; sin embargo, los primeros bombardeos realizados con ese sistema fueron en el campo de Bovington a mediados de octubre de 1940, y el Informe Oslo había sido considerablemente más de seis meses antes de eso. También había hecho la suerte (pero, como resultó, erróneamente razonada) suposición de que el sistema usaría solo un haz, porque otro código alemán para él era ‘Wotan’, y Wotan solo tenía un ojo.

Potencialmente, el sistema Y era mucho más preciso que el X porque el sistema de medición de distancia era mucho mejor que el que utilizaba los haces cruzados; además, el juicio era realizado por un operador sentado en la seguridad de una estación terrestre, no afectado por los peligros de una misión de bombardeo. La precisión nos fue demostrada en las primeras operaciones del IQ/UG 26 lanzando bombas de 1000 kg. El error de alcance era de unos 300 metros, y a la unidad se le dio la tarea de lanzar las primeras bombas de 2500 kg. Pero cuando el sistema se utilizó por primera vez en operaciones a gran escala, con el III KG 26 actuando como pioneros en lugar del KG 100, estábamos tan bien preparados que fuimos capaces de paralizarlo al recibir la transmisión de los aviones alemanes en el Alexandra Palace y retransmitirla en la frecuencia de la estación terrestre. El resultado fue que el nuevo sistema nunca tuvo éxito en las operaciones mayores y tuvo que ser retirado.

Por cierto, incluso cuando funcionaba técnicamente bien, tenía una grave desventaja. Esta era que la estación terrestre solo podía manejar un avión a la vez, por lo que los demás tendrían que ser «apilados» antes de que la estación pudiera verlos durante su vuelo de bombardeo. Esto requería un considerable tráfico de radio entre la estación terrestre y los aviones; y una vez que la tripulación alemana sospechó que estábamos manipulando su sistema, temían que también pudiéramos enviar órdenes falsas desde el R/T. En realidad, no lo hicimos, pero tal era su estado de aprensión que empezaron a cometer errores, a veces tomando órdenes que eran para otros aviones y, en otras ocasiones, ignorando órdenes genuinas por miedo a que fueran falsas.

El estado mayor aéreo alemán ahora estaba bien consciente de que su campaña de bombardeo contra Gran Bretaña dependía en gran medida de sus sistemas de navegación por radio, y realizó repetidos esfuerzos para derrotar nuestras contramedidas, incluyendo variantes como usar los haces X con el sistema Y. Con el fracaso de estas medidas, la Luftwaffe se vio obligada a seleccionar objetivos que estuvieran a distancias muy cortas, o cerca de características fácilmente reconocibles como las costas; estos, lamentablemente, incluían puertos como Portsmouth, Plymouth, Bristol, Liverpool y Glasgow, pero los ataques a objetivos en el interior a menudo se desvían. Tres factores trajeron el final de la campaña en mayo de 1941: las crecientes pérdidas alemanas, su dificultad para encontrar objetivos en el interior y, sobre todo, la decisión de Hitler de atacar Rusia.

Mientras tanto, tanto los alemanes como nosotros esperábamos que sus bombarderos regresaran el invierno siguiente, y comenzamos a ver señales evidentes de la nueva prioridad que se le daba a la navegación por radio. El número de estaciones Knickebein se incrementó de 5 a 11, y tanto los sistemas X como Y fueron reforzados con la esperanza de atravesar nuestra interferencia. Una nueva táctica fue agregar una modulación supersónica al sistema X, de modo que, incluso si el sistema audible era bloqueado, la señal supersónica pudiera ser utilizada; y se esperaba que los alemanes creyeran que no detectaríamos la señal supersónica. De hecho, conocíamos su plan con antelación, pero se utilizó con cierto éxito en los bombardeos de ‘Badeker’ de 1942 porque, a pesar de nuestra previa advertencia, aquellos responsables de las contramedidas no usaron receptores de banda ancha para detectar la señal ultrasónica.

Cuando en 1939 me trasladaron a Inteligencia Aérea, no era fácil para un civil de rango bajo desafiar las afirmaciones de varios oficiales de alto rango de que los bombarderos podían encontrar sus objetivos en Alemania. Sin embargo, no pude resistir preguntarme cómo era posible que, si la navegación aérea era tan buena como se decía, tantos de nuestros bombarderos en vuelos de práctica en 1938 y 1939 se estrellaran contra las colinas de Inglaterra. Por lo tanto, uno de los aspectos de la Luftwaffe que observé con más interés fue su posible desarrollo de nuevas técnicas de radio para dirigir sus bombarderos, más allá de tomar rumbos de radio de la BBC y otros transmisores, los cuales habíamos inutilizado mediante dispositivos como un sistema de balizas de ‘enmascarado’ o ‘meacons’.

En los primeros meses de 1940, recibí dos pistas. La primera vino, no de manera sorprendente, durante un almuerzo. Estaba con el Sr. A.E. Woodward-Nutt, quien había sido parcialmente responsable de mi traslado a Inteligencia. Casualidad o no, él me mencionó que había un informe de los franceses sobre que los alemanes habían instalado un sistema de transmisores de haces para bombardear objetivos en Francia, pero que nadie lo tomaba muy en serio. Sin embargo, él había pedido a nuestros expertos en radio en Farnborough que estimaran la precisión que podría alcanzarse ahora con un haz de radio, y se sorprendió de lo estrecho que podría ser. Dado que algunos de nuestros mejores científicos se sorprenderían más tarde de la misma manera, vale la pena explicar el punto, que es de interés científico adecuado.

Existe un teorema bien conocido en la difracción óptica relacionado con la precisión de un haz transmitido a través de una abertura, que establece, grosso modo, que la precisión angular del haz es aproximadamente igual a la longitud de onda empleada dividida por el ancho de la abertura. Para tomar un ejemplo específico, supongamos que los alemanes quisieran navegar sus bombarderos hasta un objetivo en Londres de no más de una milla cuadrada. A una distancia de Cherburgo, aproximadamente 150 millas, esto implicaría un ancho angular de 1 en 150. De acuerdo con el teorema óptico que mencioné, el ancho de una antena en Cherburgo que sería necesario para transmitir un haz tan estrecho con una longitud de onda de 10 metros sería de 10 metros x 150 = 1500 metros. Muchos científicos, tanto antes como después de la guerra, habrían desechado el asunto en ese punto.

Afortunadamente, yo mismo ya me había encontrado con el problema algunos años antes, y había encontrado la falacia en el argumento. Es cierto que si se intentara hacer un haz real suficientemente estrecho, se necesitaría una antena muy grande; pero se puede lograr el mismo efecto usando dos haces mucho más anchos provenientes de dos antenas mucho más pequeñas, y superponiéndolos para producir una zona de señal equidistante en la región de superposición, utilizando exactamente la técnica que la empresa Lorenz patentó en 1907. El juicio de igualdad de señales que provienen de los haces derecho e izquierdo es tan sensible que un desplazamiento de una centésima del ancho del haz puede ser fácilmente detectado. Por lo tanto, cada antena puede ser una centésima del ancho requerido para hacer un haz verdaderamente estrecho, es decir, aproximadamente 15 metros, por lo que si se colocan una al lado de la otra, el ancho total no necesita ser mayor que 30 metros. Para el beneficio de los teóricos ópticos, puedo expresar la diferencia como la que existe entre el poder de resolución de Rayleigh de un sistema cuando intentas distinguir entre dos objetos simultáneamente, y la precisión con la que ese sistema puede usarse para establecer la posición de un solo objeto en su campo.

La segunda pista, en la primavera de 1940, vino de prisioneros que hablaban entre sí sobre el funcionamiento de un dispositivo que llamaban ‘X-Geritt’ o ‘X-Aparato’. A partir de las pocas pistas que dieron, pensé que esto debía depender de uno de dos principios. El primero era uno en el que la aeronave enviaba pulsos que se reflejaban en los objetos en el suelo, para dibujar un mapa radar mediante el cual el observador pudiera reconocer características geográficas como costas y pueblos. El segundo era un sistema de haces que se cruzaban utilizando el principio Lorenz que acabo de comentar. Luego, en marzo de 1940, surgió otra pista, en forma de una anotación en un papel recuperado de una aeronave derribada de la formación de bombardeo alemana Kampfgeschwader 26. Decía: «Ayuda de navegación: balizas de radio trabajando en el plan de balizas A. Además, desde las 0600 horas, baliza Dllhnen. Baliza luminosa después del anochecer. Baliza de radio Knickebein desde las 0600 horas en 315 grados».

La mención de una dirección para Knickebein sugirió que, sea cual sea el tipo de baliza de radio que fuera, debía emitir algún tipo de radiación en haz, y naturalmente lo asocié con mis pensamientos previos. Por lo tanto, di una advertencia en mayo de que los alemanes probablemente habían desarrollado algún tipo de sistema de haces cruzados para bombardeo a ciegas. La prueba definitiva llegó el 5 de junio de 1940, cuando interceptamos un mensaje al Oficial Jefe de Señales del Flieger Korps IV: «Knickebein, Kleve, está en el punto 53 grados 24 minutos norte y un grado oeste instalado». El punto mencionado en el mensaje está aproximadamente en la Gran Carretera del Norte, al sur de Retford, y el ‘Kleve’ del mensaje es la ciudad en el oeste de Alemania famosa como el hogar de Ana de Cleves. Si había un transmisor de Knickebein en Kleve, la siguiente pregunta era la longitud de onda en la que funcionaba. Aquí, un prisionero nos ayudó sin querer, quien le dijo a uno de sus compañeros de cautiverio que incluso si capturábamos una aeronave intacta, no descubriríamos el equipo de radio que empleaba. Esto solo podía significar que era un equipo ya instalado en los aviones bombarderos alemanes, pero que aparentemente estaba allí para otro propósito. El único equipo que podría ser era el receptor de aterrizaje a ciegas Lorenz. El sistema Lorenz se había desarrollado a partir de la patente de 1907 para proporcionar un haz de corto alcance para definir el camino de radio hacia la pista de aterrizaje de un aeródromo, y previamente se había asumido que ese era el único propósito del receptor de aterrizaje a ciegas instalado en los aviones alemanes. Llamé al Departamento de Radio en Farnborough y hablé con el líder de escuadrón Cox Walker, quien había analizado el receptor, y le pregunté si había algo inusual en él. Al principio dijo ‘No’, pero luego añadió: ‘Hay una cosa extraña: parece mucho más sensible de lo que necesitas solo para aterrizar a ciegas’. Eso fue suficiente.

El sistema Lorenz funcionaba con longitudes de onda de aproximadamente 10 metros, y sin embargo, la distancia desde Cleves hasta Retford es de unas 300 millas. Así que parecía que, en contra de lo que pensaban la mayoría de nuestros expertos en radio, las longitudes de onda de 10 metros se doblarían lo suficiente alrededor de la Tierra para proporcionar señales útiles a 300 millas de distancia, al menos si el receptor estaba a una altura de bombardeo de 20,000 pies. El resto de la historia ya ha sido ampliamente escrita en libros sobre la guerra; aquí simplemente he esbozado los puntos clave de interés en navegación que posteriormente afectaron nuestro propio pensamiento.

Así, para 1914, se habían concebido tres técnicas importantes de radio para establecer rumbos, y ahora la cuestión era cuál de ellas sería adecuada para los fines de la guerra. Las primeras pruebas serias se realizaron en los ataques de los dirigibles Zeppelin sobre Inglaterra durante la noche, que comenzaron el 19 de enero de 1915. Los primeros ataques dependían de la observación visual de características de la superficie, complementadas por la navegación a estima. Los errores consecuentes mostraron rápidamente la necesidad de nuevas ayudas, por lo que se instalaron estaciones de radiogoniometría en Borkum y en Nordholz, que luego fueron complementadas por otras en Sylt y cerca de Brujas.

El sistema tenía fallos graves; el primero era debido a fenómenos de propagación no sospechados, principalmente causados por las reflexiones de la capa de Heaviside o la ionosfera, lo que afectaba la precisión de los rumbos y, a veces, resultaba en errores de posición de más de cincuenta millas. El segundo fallo del sistema, dado que dependía de estaciones de D/F (dirección-fijación) basadas en tierra, era que las aeronaves debían transmitir, lo que revelaba sus posiciones tanto al enemigo como a sus propias bases. Y otro problema era que la capacidad del sistema estaba severamente limitada porque las estaciones en tierra solo podían ‘fijar’ una aeronave a la vez.

A pesar de todo, von Buttlar-Brandenfels, el único comandante de Zeppelin que voló durante toda la guerra, concluyó que la navegación por radio era mucho mejor que la navegación celestial. Los Zeppelines no lograron hacer daño serio a Inglaterra, y sus bajas (debido tanto a una mala navegación como a la defensa enemiga) se volvieron tan graves que, en 1917, los alemanes pasaron a utilizar aviones para los ataques. Al principio, en el verano de 1917, estos ataques se realizaron de día; pero en el otoño de ese año, los ataques principales se pasaron a realizar durante la noche, donde la navegación básica seguía siendo por lectura de mapas, usando la luz de la luna y seleccionando objetivos que fueran fácilmente identificables por su proximidad a las costas o estuarios.

En cuanto al desarrollo británico de las técnicas de navegación por radio, teníamos mucha evidencia de los errores involucrados, provenientes de las interceptaciones de los ‘fias’ de radio alemanes en los Zeppelins, que podían compararse con sus posiciones reales registradas por nuestras defensas en tierra. Esta evidencia mostró que necesitaríamos un sistema mucho mejor si, como se pretendía en 1918, debíamos intentar bombardear Berlín; pero se pensó que las mejoras necesarias en la técnica ya se habían logrado, de modo que la precisión debería estar en un rango de 5 a 7 metros. La guerra terminó antes de que esta creencia tan optimista pudiera ponerse a prueba.

Uno de los factores esenciales en las operaciones militares es saber dónde se encuentra el enemigo, de modo que puedas hacer frente a la situación ya sea atacando o evitando al oponente. Lo mismo aplica a cualquier fuerza amiga con la que puedas estar operando. De manera paralela a estos pasos, también necesitas establecer tu posición con respecto a cualquier peligro natural que puedas tener que evitar o explotar. Así que, si puedes establecer las posiciones de ti mismo, tus amigos, el enemigo y los peligros con respecto a la superficie de la Tierra, puedes usar esa información para controlar tus propios movimientos como desees. Alternativamente, en ocasiones, mediante uno u otro medio, puedes establecer directamente la posición del enemigo en relación con la tuya y actuar en consecuencia, un proceso igualmente útil para «orientarse» o evadir. Aunque algunas de las técnicas que mencionaré se remontan al inicio de la navegación humana, y antes de eso a los «sentidos especiales» de los animales, nuevos métodos fueron desarrollados intensivamente bajo la presión militar de la Segunda Guerra Mundial. Es sobre esta fase sobre la que principalmente propongo hablar; pero para ponerlo en perspectiva, echemos un vistazo breve a algunos episodios anteriores.

Existen leyendas chinas que dicen que el emperador Hoang, quien reinó alrededor del 2400 a.C., logró perseguir a su enemigo a través de una espesa niebla guiando a sus tropas con la ayuda de una brújula direccional, la cual, según Lord Kelvin, quien diseñó la brújula seca utilizada por la Real Armada y la Armada Mercante durante muchos años, no puede haber sido otra cosa que una brújula. Sin embargo, el Dr. Joseph Needham ha demostrado que, aunque los «cucharones» de piedra imán ciertamente se usaron en China en los primeros siglos de nuestra era, la primera descripción clara de una brújula en China (o en cualquier otra parte del mundo) no es anterior al 1088 d.C. Al mismo tiempo, ha presentado una descripción de la preparación y el uso de una brújula en un manual militar chino de tecnología militar de 1044 d.C. El «cucharón de piedra imán» que la precedió, incidentalmente, puede usarse como brújula, y no parece ser una mera especulación sugerir que la forma de cuchara se derivó de la constelación estelar norteña «El Gran Cazo». El Dr. Needham también ha demostrado que la leyenda de la brújula ha sido casi seguramente confundida con el hecho de que, tal vez desde el 1000 a.C. y ciertamente desde el 255 d.C., los chinos ya tenían una «carroza apuntadora hacia el sur» de dos ruedas, en la que un puntero horizontal era impulsado diferencialmente por los engranajes de las ruedas para mantener una dirección constante mientras la carroza atravesaba cualquier sucesión de curvas. Y un dispositivo con principios similares ha sido utilizado en este siglo en tanques militares, ya que una brújula magnética no funciona dentro de un casco de acero.

Mientras la velocidad de las fuerzas armadas sobre el mar o la tierra era inferior a 30-40 millas por hora, las diferencias en la habilidad de navegación entre enemigos rara vez tenían efectos espectaculares en la batalla. La destreza en la navegación, por supuesto, era vital, y esto, combinado con la cartografía de James Cook del San Lorenzo, contribuyó en gran medida a la conquista de Quebec, donde el gobernador francés, Vaudreuil, se quejaba de que «el enemigo ha pasado 60 barcos de guerra, no nos atrevemos a arriesgar una embarcación de 100 toneladas ni de noche ni de día». Si bien los efectos rara vez eran espectaculares, eran sin embargo profundos, ya que, junto con los avances en tecnología militar, la navegación hizo posible la dominación de la mayor parte del mundo por parte de las naciones de Europa Occidental. Y hubo otro efecto: los requerimientos de navegantes como Drake y Cabot para mejores instrumentos llevaron al desarrollo de la destreza en la fabricación de instrumentos en Londres, que fue uno de los ingredientes importantes en el ascenso de la ciencia en el siglo XVII, ejemplificado por la formación de la Royal Society en 1660; esto, a su vez, tuvo un impacto general en la tecnología de la guerra, con los efectos que hemos visto particularmente desde 1914 en adelante. Los problemas de navegación atlántica y mundial experimentados en el siglo XVIII por la Real Armada, enfatizados por la pérdida del escuadrón del almirante Cloudesley Shovell en 1707 frente a las Islas Scilly, llevaron a la solución del problema de la determinación de la longitud mediante las tablas lunares de Tobias Mayer y el cronómetro de Harrison, que benefició a todos los navegantes, tanto navales como mercantes.

El comandante Waters ha señalado que la navegación a menudo determinaba la ubicación de las acciones navales antes de que se resolviera el problema de la longitud. Era relativamente fácil determinar la latitud, por lo que un comandante que buscaba un desembarco seguro, y conocía su latitud, navegaría a la latitud correcta en el mar, y luego navegaría hacia el este o el oeste según fuera necesario. Un comandante enemigo que quisiera interceptarlo podría, por lo tanto, hacer una suposición razonable sobre dónde emboscarlo.

En esta entrada incluiré algunas imágenes y gráficas relativas al sistema de posicionamiento hiperbólico Decca, primo hermano del sistema Consol.

La anterior imagen representa las bandas de frecuencias que fueron asignadas para la operación del sistema Decca en todo el mundo, establecidas en la Conferencia de Atlantic City de 1947.

La segunda imagen es un mapa que representa la cadena Decca británica, con las hipérbolas y los carriles que surgen de ellas

La imagen anterior es una representación en diagrama de bloques del receptor empleado en el sistema de posicionamiento Decca.

La imagen que precede este párrafo representa la respuesta en frecuencia del filtro empleado en el receptor Decca para poder trabajar con distintas estaciones a la vez. Para conseguir este filtro de cristal con la precisa selectividad en frecuencia era preciso tallar el cristal de una manera concreta.

El anterior esquema representa las frecuencias empleadas en la cadena Decca del Támesis.

La imagen que precede representa la sensibilidad de la frecuencia resonante en la pieza de cristal en relación a la variación de la temperatura.

Se representan en la anterior imagen los carriles en los que quedaba dividido el espacio de navegación por mediación de las hipérbolas Decca.

Lo mismo ocurre en la imagen que le sigue, que también representa los carriles, en particular la red de identificación.

El esquema anterior es un diagrama de bloques del circuito destinado a identificar la cadena Decca de la que se recibe la señal, en el supuesto de que haya varias operando en la zona donde se encuentra el navío o avión.

Para ya finalizar, se representa en la anterior fotografía el sistema de presentación de Decca.

Créditos de las imágenes: Revista General de Marina. Estado Mayor de la Armada. Edición de septiembre de 1949.