2013年6月4日,阿拉巴马州亨茨维尔市迎来了美好的一天。晴空万里,阳光温暖,正如气象预测者所预测的。但在午饭后的几个小时里,气象学家开始在天气雷达上发现了看起来是异常雷暴的天气特征。他们称之为“斑点”的东西迅速出现在雷达屏幕上。下午4点,这种斑点覆盖了屏幕上的整个亨茨维尔市。然而奇怪的是,窗外的天空仍然是一片平静的蔚蓝景象。
究竟哪里出错了?这个斑点的来源原来并不是一个反常的天气锋,而是防雷达铝箔条干扰云,这是一种当今世界各国使用的军事技术。它的来源是附近的红石兵工厂,夏日温暖的天气决定了这是一个进行军事测试的完美时机。
2013年6月4日气象雷达图上出现神秘团
然而比雷达箔条对现代天气系统的影响更令人惊讶的是,它的发明者投入毕生的工作,在当时主要以男性为中心的科学界,被很长时间忽略了。雷达箔条的发明者是一位名叫琼·柯伦的妇女。她最初的名字叫琼·斯特罗瑟斯,她于1934年考入剑桥大学纽纳姆学院。还获得了全额奖学金学习物理专业的机会。1938年她完成了学位要求课程,之后前往该校最著名的卡文迪什实验室攻读物理学博士学位。
在卡文迪什学院,琼·斯特罗瑟和一个名叫塞缪尔·柯伦的年轻人一起工作。两年来斯特罗瑟斯和她的新搭档相处得很融洽。但随着国际冲突在欧洲酝酿,1940年两人两次被派遣到军事研究项目,最终来到埃克塞特。
在那里,两人研发了近炸引信来摧毁敌机和火箭;他们两人还结为了夫妇,琼·斯特罗瑟改名为琼·柯伦。在他们结婚后不久,柯伦一家转入电信研究机构(TRE),琼·柯伦加入了一个由英国物理学家,科学军事情报专家R.V. Jones领导的团队,该团队正在开发一种方法,可以将飞机隐藏起来,不被敌方雷达发现。
琼·柯伦后来在他的《最秘密的战争》一书中解释说,这个想法很简单。雷达探测器的原理是测量进入物体的特定波长的无线电波反射。事实证明,薄金属片可以与入射波产生共振,也可以重新辐射波。在适当的条件下,重新辐射的波会产生大型物体的声音印象,然而现实中并不存在庞然大物。因此本文开头出现在雷达屏幕上的阿拉巴马州的斑点完全是假象。
这一特性意味着,几百个薄反射器加在一起可以反射出和一架重型英国轰炸机一样多的能量。一组金属条带可能会隐藏飞机在在一大片信号云后面的确切位置,甚至会让敌人相信他们观察到重大袭击的雷达信号,而实际上只有一到两架飞机。下图所示:2010年11月17日,美国空军C-130大力神飞机在内华达上空投掷箔条和照明弹药进行测试。
到1941年珍珠港遭袭时,已经进行了将近一年的艰苦实验,用金属反射雷达信号。她试过无数种大小和形状,从单根电线到笔记本纸大小的金属传单。金属传单是一个特别有趣的想法,因为它们同时可以作为印有文字的宣传单,发挥双重作用。
1942年,琼·柯伦最终选定了长约25厘米、宽1.5厘米的反射器。这些反射器是铝箔带,他们捆扎在一起大约一磅重,然从从飞机上投掷出去。当每它们每分钟一次从一批轰炸机中投掷出后,可能产生“相当于烟幕的雷达效果”。
1943年,盟军在德国汉堡发动了“蛾摩拉行动”(Operation Gomorrah),琼·柯伦的反射器也要面临一次严峻的军事测试。“蛾摩拉行动”是一场持续了一个多星期的空袭行动,摧毁了该市大部分地区,造成将近4万名平民死亡。其中一天晚上的空袭中,791架飞机中只有12架坠毁,对盟军来说,这场战役是一场重大胜利,这在很大程度上要归功于柯伦的反射器。
1944年6月5日盟军雷达反制措施图
1944年6月5日,雷达箔条再次发生重要作用,大规模的雷达箔条投入使用,这是一次转移敌人注意力的精心设计,为了防止德国军队确切知道盟军对欧洲大陆的反攻从哪里打响。在后来被称为“诺曼底登陆日”(D-Day)的前夜,盟军进行了两次雷达箔条空投行动,分别是617中队进行的Taxable行动和218中队Glimmer行动,他们制造了盟军2个计划攻击地点的假象,同时40架飞机配合降落了200个伪装成假伞兵的箱包,将德军的注意力引向了法国最北端、远离诺曼底海滩的地方。
尽管琼·柯伦的发明非常卓越让人印象深刻,但是鉴于当时的社会传统,她却并没有得到应有的地位和肯定。虽然她完成了所有的功课并且被雇佣继续进行研究工作,却没有获得剑桥大学的学位。1987年,柯伦最终被斯特拉斯克莱德大学授予荣誉法学博士学位。1999年琼·柯伦去世。
伦敦帝国理工学院研究固体物理学的博士后学者杰斯韦德,为女科学家们创建了维基百科页面。因为在她看来,讲述琼·柯伦和其他科学家的故事是至关重要的。
让人欣慰的是,在我们这个时代,女性科学家终于得到了应有的地位,她们的一系列努力得到了认可。琼·柯伦当然值得在历史上占有一席之地,因为她改变了空战的进程,同时也因为她几乎蒙蔽了21世纪的气象员!
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