冰上的火花——北極無線電定向信標安裝始末

關於描述先驅者使用弓箭開疆拓土的古老諺語不僅侷限於對荒野西部的探索和定居，在許多領域都適用。這個故事題為“冰上的火花”，講述了安裝和除錯第一批北極無線電定向信標的部隊的經歷和磨難。該故事刊載在1945年的《飛行時代》雜誌上。

電火花“ Sparks”（或“ Sparky”）是對早期無線電操作員的暱稱，他們使用火花隙發射器傳送莫爾斯電碼訊息。儘管今天它並不多見，但在研發出更好的發射器系統之前，它使用了很多年。馬克·韋弗（Mark Weaver）文章中最有趣的部分是討論了影響各種波長無線電波的許多大氣現象。為了解決北大西洋和太平洋海域交通的飛機定向信標導航系統所遇到的問題，許多軍人、後備役和老百姓貢獻了自己的聰明才智，為此做出了巨大的犧牲。

冰上的火花——北極廣播

文：馬克·韋弗（Mark W.Weaver）

徘徊的無線電波，衰落的訊號和北極光困擾著世界各地的飛機中的無線電操作員。

不久前，格陵蘭的一名空對地無線電操作員正在聽一名戰術飛行員將其位置報告給附近的電臺。這是平常的飛機和地面的通訊呼叫，直到準確播報的甜美的女性聲音回覆飛行員的呼叫。

“請您再次確認一下位置”，陸航通訊系統冰封前哨的無線電操作員輕聲抱怨。跳相（Skip-phase）是北極無線電通訊中的挑戰，這種情況已將喬治亞一個小型飛機場的控制塔中的WAC帶到了格陵蘭島的電波上。

跳相（Skip-phase）是某些無線電波在整個地球表面上徘徊所具有的古樸特徵，再加上北極光的擾亂電離層及引起的磁感應效應所引起的“衰落”訊號，使許多飛往北極飛機上的無線電技師感到無可奈何。再加上如此低的溫度，甚至連黃銅猴都躲起來了，而得到的一筆款項使北極的導航通訊的精彩故事就值得大書特書了。

在普雷斯克島(Presque Isle)的一個低於零攝氏度的夜晚，一個在名為“ pickle-barrel”的方向探測塔中工作的下士在電臺屋外聽到奇怪的爆裂聲。圍繞該測向塔巡查啥也沒發現，但是聲音持續存在。他再次用手槍武裝著，跋涉到寒冷的地方再度檢查。他滿臉紅臉，回到工作崗位，喃喃地說出“該死的冷空氣”。噪音是由於冷空氣將釘子拔出木塔而產生的。

這個在冰封的房子內的無線電操作員在不斷操作以保持飛行員需要的波束。

珍珠港事件發生前41天，當大型航空電臺首次滲透到北極圈愛斯基摩人的土地上時，人們對北極的電子學有了很多瞭解。但是，跳相，衰落和其他干擾仍然屬於部分未解決的問題。

戰爭之前，在遙遠的北部只有幾個氣象站。皮草貿易前哨站設有電臺，用於天氣預報和與更多有人值守站點的聯絡。哈德遜灣公司是最早認識薩姆·麥吉土地上無線電價值的公司之一。四年前，商業航空公司安裝了一些助航裝置，後來，更多的旅行路線安裝了這些助航裝置。空軍（AAF），更準確地說是AACS，擁有一兩個獨立的前哨基地。

空軍和陸軍通訊兵連的工程師將在導航專家的建議下，建立一個空對地，點對點，無線電覆蓋的信標站網路。AACS旨在幫助奠定基礎通訊設施，然後繼續運營該設施，而工程師們則忙於下一步工作。這個計劃有兩個很嚴重的障礙。所需的許多裝置仍在工廠的裝配線上，因此難以及時將物料運到北極地區。

航空運輸計劃處理一些物資供應。這意味著要從佔該區域大部分地區的冰川和沼澤地上刮出一條跑道。因為天氣莫不可測，前一天的工作可能沒法確保下一天能繼續飛行，冰層解凍時會變得像第一架飛機進入時一樣像過山車般的崎嶇。正如一位AACS人士所說：“您永遠可以相信飛機在沼澤地錯誤的位置起飛和落地可以應付自如。”飛行員已經習慣了在崎嶇跑道上打滑起飛。

透過從加拿大那裡“尋獲”的零件，獲得了許多裝置。這種對無線電零件的絕望搜尋成為一些“午夜請購單”的傳奇故事的基礎。最好的回憶之一是某個偏僻的臺站。在非工作期間值班的一名警衛坐在一個靠在電臺屋裡的溫暖中。他太累了，睡得很香。幾個小時後，當零攝氏度的天氣刺骨的寒冷喚醒了他時，他周圍只有一片荒涼的北極冬季，他什麼都沒有找到。當他睡覺時，有人移動了天線杆，發射器和電臺屋。

建設一個北極站非常類似於另一個冰封和嚴寒的十二個月中的九個月。一些地點位於多岩石的海岸線上。其他的則在遙遠的內陸，以柔軟的麝香樹為基礎，作為傳輸線和天線杆的基礎。將重型無線電裝置移到佈滿巨石且充滿意想不到的軟弱點的地面上，這幾乎是一項不可能完成的任務。

為了深入瞭解北極地區的建築問題，請聽AACS官員哈力麥凱利（Harry A. Mackley）少校講的故事。不到兩年前，麥凱利（Mackley）作為一名在拉布拉多安裝電臺站的軍官，9月就已經抵達施工現場。

“這是離開北極的時候，而不能進入。在漫長而寒冷的冬季夜晚臨近之際，除AACS以外的所有其他人都有足夠的洞察力和冬眠的感覺，” 麥凱利（Mackley）回憶說。

事實證明，鋪設塔基和下沉天線杆很繁瑣。在薄薄的一層苔蘚下大約有八到十英寸的麝香葉，而在下面，代替一塊堅實的基岩，一英尺又一英尺的巨石浸漬的冰川冰。

討論激發了將混凝土用作人造基岩的想法。困難在於將半液態的水，沙子，礫石和水泥的混合物保持足夠長的時間以使兩極凝固。他們進行了實驗。加熱混凝土“燉牛肉”至接近沸點，使之處於可延展的狀態，時間長到足以使電線杆和塔架支撐下降。它像一護身符一樣工作，但冰融化不均勻。塔就這樣軟軟地被支撐著，看起來就像是醉酒的藝術家的作品。經過進一步的加熱和固定試驗後，支撐架還算挺平整，但是到目前為止，塔架還是有些傾斜。

麥凱利（Mackley）總結道：“二十四小時中，有十五至十八個小時的連軸轉工作並不罕見。直到人們累得站不起來為止。生活條件惡劣。零下的冬天的寒冷正在悄悄溜走紮在我們身上，帳篷里根本睡不好。食物雖然很好，但是卻很少。我們學會了幾乎一無所獲並且喜歡它！”

有時愛斯基摩人會給您一些有關施工問題的提示。在巴芬灣上的巴德平島。一個名為Erkalling的愛斯基摩人被任命為AACS前哨基地的指導，必須向白人展示如何釋放冰鎖的補給船。爆破嘗試已部分破壞了舊木桶。Erkalling的臉上滿是笑容，將草木灰撒在船體周圍的大圓圈內，並沿著一條小路上岸。

兩天後，在最少破冰的情況下，AACS船員得以將補給運到岸上。它是如何操作的？經過多次努力後，吸熱原理已經做到了。灰燼變黑了，已經吸收了足夠的熱量來部分融化冰塊。

不僅在建築施工中，而且在無線電裝置中，許多北極電臺導航站都迫切需要精巧的設計。在格陵蘭島的一個氣象通訊站，一艘撞船充當了緊急發射和接收站。

透過精確的位置報告，像北極這樣的定向站已經挽救了許多失聯的飛機。

積雪滑坡和永遠的惡劣天氣使向採摘地點運送物資變得不切實際。工作可能會持續三到四個星期，但必須立即廣播天氣資訊。

所有的電源，包括行動式電源，都在手邊。連線了線路，使接收器投入執行，並且天線與放在冰帽上的絕緣杆相連。唯一缺少的是發射臺的適當的接地。通常，這不會造成任何問題。航海電臺只是綁在船的鋼殼上。但這是一艘木製的船。工作人員瘋狂的搜尋從邊緣到邊緣大約三英尺處發現了一塊薄薄的銅正方形。連線電線，將板固定在水面下的木製船體上。與外界的通聯按時發出。

接地問題已被證明是北極無線電通訊技術運營中的主要危害之一。接地和天線之間的關係與大型電容器的關係非常相似，也就是說，兩者之間存在電場。因此，不正確的接地會削弱或消散訊號強度。

在大多數站點，接地可以是常規輻射型別。放射狀的埋在潮溼土壤中的電線使能量損失低。

為了減少由於在許多北極地區發現的乾燥，沙質或多岩石的地形而導致的能量損失，使用了一種稱為“地網”的接地系統。它由一個電線網路組成，該電線網路豎立在離地面幾英尺高的地方，但與之絕緣，並以輪輻方式延伸，以發射機為中心。在某些情況下，巴倫能在防止能量損失方面起到很大的作用。

那些頻率較高頻點容易衰減或保持完全靜音，這會給AACS無線電操作員和飛行員帶來最大的麻煩。它有點煩人，當它坐在大約10000英尺的高處以接收地面的天氣報告時，並且訊號衰減厲害。關鍵在於北極光和電離層所發揮的磁性技巧。後者本來應該可以阻止無線電波並將其傳送回地球，但有時會錯過一些。高於電離層的臨界頻率的波不會反彈回地面。強烈的電磁風暴或太陽斑故障不斷改變電離層的臨界頻率。

一些無線電工程師已經預測，頻率的快速變化可以部分緩解衰落。到目前為止，唯一的解決方案是使用受影響最小的介質。在這些電子風暴中，無線電範圍和歸位信標的低頻受到的影響很小。

幾年前，准將，當時的上校，全球AACS負責人伊萬法爾曼（Ivan L. Farman）將這個詞傳給了北極站，以便在他們必須使用信鴿來傳遞資訊。他發表了這一宣告，為使用低頻傳輸鋪平了道路。他的宣告被靈活運用，將廣泛使用長波頻段帶入了零下的無線電裝置。

空對地和測向站被迫在更高的頻率上繼續執行，仍然遭受著衰落和不穩定行為的間歇攻擊。跳相階段的問題會導致飛機儀表盤出現一些奇怪的花樣。跳頻是如此之快，以至於外國廣播節目將在本地廣播期間徘徊，而幾秒鐘後，就像流逝了一樣。

在這片荒涼而寂寞的北極前哨基地沒有飛機跑道，因此B-24解放者必須低空掠過才能丟下食物，燃料和裝置。

並非所有在零以下電臺中解開的結都是技術性的。在一個紐芬蘭站，發射機位置被改變了。兩名AACS維修軍士面臨著連續執行的問題。透過使用備用的發射器並在臨時線路上穿線，它們可以繼續工作。總部有線詢問時間和停播多長時間。兩人咧嘴笑著說：“上帝的恩典和比電話公司更多的電報”使這一舉動沒有間斷。

或考慮在北加拿大前哨基地的一位專家的案例。他的裝置位於卡車的後部。由於無法正確加熱發射器以進行操作，他將GI襪子包裹在整流管周圍。熱量增加足夠他的操作，可以聯絡他所在地區的飛機交通訊息。

諸如無線電測距和歸位信標站之類的導航輔助裝置在精度上已經走了很長一段路。首次在遙遠的北極投入使用時，飛行員曾經抱怨說，測距腿比合唱團女孩的曲線還要彎曲得多。太令人尷尬的是，自認為跟隨追尋信標輕快地騎行，卻發現自己在某個山峰上步履蹣跚。

如今，配備了最新的電子測試裝置的AACS飛機武裝到了尾翼，可以乘坐飛機從阿留申群島到格陵蘭島的各種範圍的距離，以檢查是否有任何新奇的裂痕，拐角以及錯誤的構建。他們沿著從巴芬灣到埃德蒙頓的冰封路線追蹤歸巢信標，以觀察是否有錯誤。以這種檢查和仔細檢查的方式，簡化了北極無線電信標站的許多困難。

用一位飛行員的話說，即使還有很多事情要學，“北極可能還沒有完全被人們征服，但是AACS建設無線電定向信標站已經被掌控了。”