أحدث اختراع الرادار ثورة في الطريقة التي نراقب بها عالمنا ونبحر فيه. والرادار هو تقنية تكتشف موقع وسرعة الأجسام باستخدام موجات الراديو. تُستخدم هذه التقنية في مجموعة متنوعة من المجالات، بدءًا من الملاحة الجوية إلى الأرصاد الجوية ورصد الحركات الزلزالية.. في هذه المقالة، سوف نستكشف معا تاريخ اختراع الرادار وكيف تطوّر وطريقة عمله..
تاريخ اختراع الرادار :
يعود تاريخ اختراع الرادار إلى بداية القرن العشرين، عندما بدأ العديد من العلماء بتجربة موجات الراديو. في عام 1888، أظهر (هاينريش هيرتز) بالفعل وجود موجات الراديو، ولكن الأمر استغرق ما يقرب من نصف قرن قبل أن يتمكن المهندسون من استخدامها للكشف عن الأجسام.
في عام 1935، كان الفيزيائي الاسكتلندي (روبرت واتسون وات) أول من استخدم موجات الراديو لاكتشاف الأجسام البعيدة. كان (Watson-Watt) يعمل في وزارة الطيران البريطانية وكان يبحث عن طريقة لاكتشاف طائرات العدو قبل أن تكون مرئية للعين المجردة. فقام ببناء جهاز يسمى "سلسلة العاكسات" (chain of reflectors)، والذي يستخدم موجات الراديو لاكتشاف الطائرات على مسافة عدة كيلومترات. كما صاغ (واتسون وات) مصطلح "radar" لوصف هذه التقنية (كلمة "radar" اختصار لعبارة "radio detection and ranging").
خلال الحرب العالمية الثانية، استخدم البريطانيون الرادار لاكتشاف طائرات العدو وتوجيه طائراتهم المقاتلة نحو الهدف. طور الأمريكيون تقنية الرادار الخاصة بهم، والتي تم استخدامها في مهام الاستطلاع والإنقاذ. منذ ذلك الحين، أصبح الرادار تقنية أساسية للطيران والملاحة البحرية والأرصاد الجوية والدراسات الجيولوجية والعديد من المجالات الأخرى.
طريقة عمل الرادار :
يعمل الرادار عن طريق إرسال موجات الراديو بتردد معين، ثم الكشف عن الموجات التي تعكسها الأجسام. تنبعث موجات الراديو من هوائي يمكن أن يكون ثابتًا أو متحركًا. ثم تنعكس الموجات بواسطة جسم ما وتعود إلى الهوائي. تُستخدم المدة الزمنية التي تفصل إرسال الموجة اللاسلكية واستقبال الموجة المنعكسة لحساب المسافة بين الهوائي والجسم.
يستخدم الرادار أيضًا خصائص موجات الراديو لتحديد سرعة الجسم. عندما تواجه الموجة الراديوية جسمًا متحركًا، يتغير ترددها قليلاً بسبب ظاهرة دوبلر أو تأثير دوبلر. يمكن للرادار اكتشاف هذا التباين في التردد واستخدامه لحساب سرعة الجسم.
هناك نوعان رئيسيان من الرادار : الرادار النبضي ورادار الموجة المتصلة.
يبث الرادار النبضي (pulse-Doppler radar) نبضات من موجات الراديو على فترات منتظمة. النبضات قصيرة (بضعة ميكروثانية) وتحتوي على كمية كبيرة من الطاقة.
يقوم رادار الموجة المتصلة أو المستمرة (بالإنجليزية : Continuous-wave radar) بإصدار موجات راديوية بشكل مستمر بتردد ثابت. تنعكس الموجة المنبعثة بعد ذلك بواسطة الأجسام القريبة، ويستخدم تباين التردد للموجة المنعكسة لحساب مسافة الجسم وسرعته.
يعد رادار الموجة المستمرة مفيدًا بشكل خاص في اكتشاف الأجسام المتحركة لأنه يمكنه قياس سرعة الجسم في الوقت الفعلي. من ناحية أخرى، غالبًا ما يستخدم الرادار النبضي لقياس مسافات أكبر لأنه يمكن أن يصدر نبضات راديوية قوية.
يستخدم الرادار في العديد من المجالات، ولكنه يستخدم بكثرة في مجال الطيران. حيث تستخدم الرادارات لاكتشاف الطائرات والمروحيات والطائرات بدون طيار، ولمساعدة الطيارين على الإبحار في الأحوال الجوية السيئة. يمكن أيضًا استخدام الرادار للكشف عن الاضطرابات والرياح القوية، مما يسمح للطيارين بالتخطيط لمسارات أكثر أمانًا وفعالية.
يستخدم الرادار أيضًا في الملاحة البحرية، للكشف عن السفن والجبال الجليدية من مسافة بعيدة. يتم استخدامه في مجال التنقيب عن النفط لاكتشاف تسرب النفط، وفي الأرصاد الجوية لقياس الأمطار والثلوج، وفي صناعة السيارات لأنظمة مساعدة السائق.
يستخدم الرادار أيضا في تطبيقات أكثر تخصصًا، مثل رصد واكتشاف الحركة الزلزالية ومراقبة حركة القشرة الأرضية. حيث يمكن للعلماء استخدام الرادار لاكتشاف حركات الصفائح التكتونية، ومراقبة البراكين النشطة، والتنبؤ بالزلازل.
وكخلاصة، يمكن القول أن الرادار أحدثت ثورة في الطريقة التي نحوم بها ونراقب العالم من حولنا. منذ اختراعه من قبل (روبرت واتسون وات) في عام 1935، تم استخدام الرادار في العديد من المجالات، من الطيران إلى الأرصاد الجوية إلى اكتشاف الحركة الزلزالية. يعمل الرادار عن طريق إرسال موجات الراديو بتردد معين ثم الكشف عن الموجات المنعكسة من الأجسام. تُستخدم اختلافات تردد الموجات المنعكسة لحساب مسافة الجسم وسرعته. سواء كان في الجو أو على الأرض أو في البحر، يظل الرادار أداة أساسية لمساعدة الناس على التنقل بأمان واتخاذ قرارات مستنيرة.