Proyecto Diana

El Proyecto Diana , que recibió su nombre de la diosa lunar romana Diana , fue un proyecto experimental del Cuerpo de Señales del Ejército de los Estados Unidos en 1946 para hacer rebotar señales de radar en la Luna y recibir las señales reflejadas. ^{[ 1 ]} Este fue el primer experimento en astronomía de radar y el primer intento activo de sondear otro cuerpo celeste . Fue la inspiración para las técnicas posteriores de comunicación Tierra-Luna-Tierra (EME).

Tras el fin de la Segunda Guerra Mundial, el coronel John H. DeWitt Jr. , director del Laboratorio de Señales Evans en Camp Evans (parte de Fort Monmouth ), en Wall Township, Nueva Jersey , recibió instrucciones del Pentágono para determinar si la ionosfera podía ser penetrada por radar, con el fin de detectar y rastrear misiles balísticos enemigos que pudieran entrar en ella. Decidió abordar esta tarea intentando hacer rebotar ondas de radar en la Luna. Para ello, reunió un equipo de ingenieros que incluía al científico jefe E. King Stodola , Herbert Kauffman, Jacob Mofenson y Harold Webb. Se solicitó la opinión de otras unidades de Camp Evans sobre diversos temas, entre los que destaca el matemático Walter McAfee , quien realizó los cálculos matemáticos necesarios. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

En el sitio del Laboratorio, se construyó un gran transmisor , receptor y conjunto de antenas para este propósito. ^{[ 1 ]} El transmisor, un conjunto de radar SCR-271 altamente modificado de la Segunda Guerra Mundial , ^{[ 1 ]} proporcionaba 3 kilovatios (posteriormente actualizado a 50 kilovatios) a111,5 MHz  en pulsos de 1/4 de segundo, aplicados a la antena, una antena de matriz reflectante tipo "resorte" compuesta por una matriz de 8x8 de dipolos de media onda y reflectores que proporcionaba24 dB  de ganancia. Las señales de retorno se recibieron aproximadamente 2,5 segundos después, el tiempo necesario para que las ondas de radio hicieran el viaje de ida y vuelta de 768.000 kilómetros (477.000 millas) desde la Tierra a la Luna y de regreso. ^{[ 1 ]} El receptor tuvo que compensar el desplazamiento Doppler en la frecuencia de la señal reflejada debido al movimiento orbital de la Luna con respecto a la superficie de la Tierra, que era diferente cada día, por lo que este movimiento tuvo que calcularse cuidadosamente para cada prueba. ^{[ 1 ]} La antena podía girarse solo en azimut , por lo que el intento solo pudo hacerse cuando la Luna pasaba a través del haz de 15 grados de ancho al amanecer y al atardecer, ya que el ángulo de elevación de la antena era horizontal. Se dispuso de unos 40 minutos de observación en cada paso mientras la Luna transitaba los diferentes lóbulos del patrón de la antena . 

La primera detección exitosa de eco se produjo el 10 de enero de 1946 a las 11:58 a. m., hora local, por Harold Webb y Herbert Kauffman. ^{[ 5 ]}

El Proyecto Diana marcó el nacimiento de la astronomía de radar, utilizada posteriormente para cartografiar Venus y otros planetas cercanos, y fue un precursor necesario del programa espacial estadounidense . Fue la primera demostración de que las señales de radio terrestres podían penetrar la ionosfera , ^{[ 1 ]} abriendo la posibilidad de comunicaciones por radio más allá de la Tierra para sondas espaciales y exploradores humanos. También estableció la práctica de nombrar los proyectos espaciales en honor a dioses romanos, por ejemplo, Mercurio y Apolo .

El Proyecto Diana demostró la viabilidad de utilizar la Luna como reflector pasivo para transmitir señales de radio de un punto a otro de la Tierra, siguiendo su curvatura. Esta ruta Tierra-Luna-Tierra (EME) o "rebote lunar" se ha utilizado en algunos sistemas de comunicación. Uno de los primeros fue el programa secreto de espionaje militar estadounidense PAMOR (Passive Moon Relay) en 1950, que buscaba interceptar las comunicaciones de radio militares soviéticas captando señales dispersas reflejadas por la Luna. Las señales de retorno eran extremadamente débiles, por lo que Estados Unidos comenzó la construcción secreta de la antena parabólica más grande del mundo en Sugar Grove, Virginia Occidental , hasta que el proyecto fue abandonado en 1962 por ser demasiado costoso. Un derivado más exitoso fue el sistema de comunicaciones de la Armada de los Estados Unidos, el Relevo Lunar u Operación Rebote Lunar, que utilizó la ruta EME para las comunicaciones militares estadounidenses. En enero de 1960, el sistema se inauguró con un enlace de retransmisión lunar entre Hawái y Washington D.C. Las comunicaciones por rebote lunar fueron abandonadas por el ejército con la llegada de los satélites de comunicaciones a principios de la década de 1960. Desde entonces, ha sido utilizada por radioaficionados .

Hoy en día, el sitio del Proyecto Diana forma parte del Distrito Histórico de Camp Evans , el Centro de Aprendizaje de Historia Científica y Museo InfoAge, y es mantenido por el Centro de Exploración Espacial Infoage, ^{[ 6 ]} y anteriormente por el Club de Radioaficionados Ocean-Monmouth. ^{[ 7 ]} El conjunto de antenas fue retirado anteriormente y ahora se presume que está perdido.

• Ecos de radar procedentes de la Luna , por Jack Mofenson del Laboratorio de Señales Evans, Belmar, Nueva Jersey, enero de 1946.
• Red Mundial de Historia del IEEE .
• Butrica, Andrew J. Para ver lo invisible: una historia de la astronomía de radar planetario . (NASA SP4218, 1996).
• Proyecto Diana: El radar llega a la Luna .

• Pomerleau, Cindy Stodola (2021). A la Luna y de vuelta: Ensayos sobre la vida y la época del Proyecto Diana . ISBN 979-8-706-54632-8.
• Sullivan, Woodruff T. (2009). Ruido cósmico: una historia de la radioastronomía temprana . Cambridge: Cambridge University Press. pp. 264–271 . ISBN  978-0-521-76524-4.