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La red de radio que permitió la comunicación con submarinos

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¿Qué hace cuando necesita comunicarse con un equipo de 50 marineros sumergido en un submarino en un lugar no revelado en algún lugar de los océanos del mundo? Esa fue una pregunta difícil pero vital de responder para los líderes de la Marina en la Segunda Guerra Mundial.

Las ondas de radio no viajan fácilmente a través del agua salada, lo que significaba que tener una comunicación activa con la tripulación de un submarino significaba usar la superficie del submarino como antena. Esta fue la solución obvia, pero también convirtió a los submarinos previamente encubiertos en objetivos visibles.

La solucion al problema

Los ingenieros encargados de encontrar una solución más encubierta pronto descubrieron que las ondas de radio con bajas frecuencias, alrededor 10 kHz, podría penetrar el agua salada a profundidades de hasta alrededor 20 metros. Se dieron cuenta de que si los transpondedores de los submarinos se cambiaban a estos rangos de frecuencia, entonces se comunicaban con el liderazgo en tierra.

El problema con esta idea era que la creación y transmisión de estas ondas de radio de baja frecuencia requería antenas masivas. Esencialmente, cuanto más baja es la frecuencia de una onda de radio, más larga y más grande debe ser la antena.

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Los ingenieros finalmente se afinaron en un rango de frecuencias inferiores a 30 kHz para comunicaciones submarinas. La longitud de onda de estas frecuencias fue aproximadamente 10 kilómetros o más, lo que significa que los ingenieros necesitarían antenas masivas. La única forma de producir estas frecuencias con un rango tan alto era utilizar un sistema masivo de antenas con enormes cantidades de energía.

Los ingenieros nazis que buscaban comunicarse con su flota de submarinos tenían el mismo problema. Diseñaron la red de antenas Goliath en Sajonia-Anhalt, Alemania. Después de la construcción, fue operado durante la Segunda Guerra Mundial y tenía una potencia de transmisión de hasta 1,000 kilovatios. A modo de comparación, eso es equivalente a la energía utilizada hoy por500 promedio Hogares estadounidenses.

El transmisor de radio Goliath

La red Goliath transmitiría regularmente frecuencias entre 15 kHz y 25 kHz. Era lo suficientemente poderoso como para alcanzar cualquier submarino alemán ubicado en cualquier parte del mundo sumergido hasta20 metros. La única vez que se vio obstaculizada la comunicación fue cuando los submarinos alemanes navegaban por los profundos fiordos noruegos.

La antena Goliath utilizó tres antenas paraguas diferentes. Se trataba esencialmente de torres de antenas masivas que estaban cubiertas con kilómetros de cables de sujeción que irradiaban desde el mástil. Estos ayudaron no solo a sostener la torre de la antena, sino que también formaron parte de la propia antena.

En total, el sistema utilizó tres,210 metros o 688 pies mástiles dispuestos en triángulo. El sistema también tenía cables enterrados a su alrededor, con una longitud total de 350 kilómetros. Una vez que se completó, el sistema tuvo una eficiencia impresionante de 50% a 15 kHz y 90% a 60 kHz.

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Este enorme sitio de antena fue sin duda una herramienta estratégica clave utilizada por la Armada alemana para comunicarse con su flota de U-Boat.

Después de que terminó la guerra, los soviéticos desmantelaron el Goliat y lo enviaron a Rusia. Luego fue re-erigido cerca de Moscú. Hoy en día, una de las torres originales todavía está en funcionamiento, comunicando señales de baja frecuencia a los submarinos y transmitiendo señales horarias.

Una inmersión más profunda en el funcionamiento de las redes de baja frecuencia

Las frecuencias de radio de baja frecuencia están en cualquier lugar en el rango de 30 a 300 kHz, y sus longitudes de onda van desde 1 a 10 kilómetros.

Debido a que sus longitudes de onda son tan largas, estas frecuencias son la herramienta perfecta para redes de comunicación de largo alcance. Las ondas de radio de baja frecuencia, o radio LF, se utilizan para estaciones de radio AM en todo el mundo, lo que les permite transmitir desde una ubicación centralizada a lo largo de muchos cientos de millas.

Uno de los otros beneficios masivos de las señales de radio LF es el hecho de que su larga longitud de onda les permite difractar sobre obstáculos físicos muy grandes, como montañas o incluso la Tierra. Las ondas LF pueden seguir la curvatura de la Tierra con facilidad, utilizando la propagación de ondas terrestres. Las ondas de baja frecuencia enviadas a través de la propagación terrestre se pueden recibir claramente más de1,200 millas de la fuente original.

Otra forma en que las ondas de radio LF se pueden transmitir a distancias ultralargas es reflejando intencionalmente las ondas fuera de la ionosfera de la Tierra. Esto se llama propagación por salto u onda del cielo, y permite que las frecuencias se transmitan a distancias de más de 190 millas de la fuente original. No en cuanto a la propagación de ondas terrestres, pero sigue siendo una distancia impresionante.

El otro beneficio de las ondas de baja frecuencia, subrayado por el uso del transmisor Goliath, es el hecho de que las ondas de baja frecuencia de 50 kHz, puede penetrar profundidades oceánicas de aproximadamente 200 metros. A medida que aumenta la longitud de onda, la profundidad de penetración se hace más profunda.

La mayoría de las superpotencias del mundo todavía utilizan alguna forma de esta transmisión LF para comunicarse con submarinos y embarcaciones submarinas en la actualidad. Los submarinos nucleares de la Marina Real Británica estacionados alrededor del Reino Unido escuchan un 198 kHz frecuencia de las órdenes de lanzamiento de sus misiles balísticos.

Los EE. UU. Finalmente construyeron algo llamado Ground Wave Emergency Network, llamado GWEN. Corrió entre los rangos de 150 kHz y 175 kHz hasta 1999, cuando los satélites superaron con creces la utilidad de la red LF.


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