Eureka-Rebecca

In Electron van april 2021 lazen we al iets over het Eureka/Rebecca-systeem. Het idee lijkt, met onze kennis van nu, eenvoudig genoeg: een vliegtuig dat er gebruik van wil maken zendt pulsen op de ene frequentie uit, waarop het grondbaken pulsen op een andere frequentie terugzendt. Door ontvangantennes aan weerszijden van het vliegtuig valt nu te bepalen of het baken links of rechts van de vliegrichting ligt, en hoe ver ongeveer.

Al in 1941 begon Robert Hanbury Brown, die toen bij het Telecommunications Research Establishment (TRE) werkte, met de ontwikkeling van zijn idee. Maar het was nog niet eens zo gemakkelijk de militairen ervoor te interesseren: daar werd nog vaak, nogal ouderwets, in termen van vlaggen en rookpotten gedacht om het vliegtuig de juiste plaats te wijzen!
De eerste demonstraties, waarbij een vliegtuig als in een soort vossenjacht een verstopt transponderbaken vindt en dat bewijst door er een pakkist op te droppen, waren wel succesvol, maar leverden nog niet meteen orders op.

Uit een onverwachte hoek kwam er wél directe belangstelling: van de ‘very hush-hush’ Special Operations Executive, die het nieuwe baken dacht te kunnen gebruiken voor droppings in Polen. Hanbury Brown schrijft over het bezoek van hem en zijn medewerkers aan SOE in Londen:

“Dus gingen we met z'n allen naar binnen om de Grote Baas te spreken, van wie ze me vertelden dat hij Gubbins heette. Ik dacht dat ze me in de maling namen en die naam hadden verzonnen als onderdeel van hun geheimhouding, maar enkele jaren later ontdekte ik dat hij echt Gubbins heette. Ik vertelde dat we een transponderbaken konden bouwen waarop een vliegtuig vanaf een afstand van ongeveer 50 mijl kon ‘homen’ als ze het baken op een redelijk open plek konden zetten, en met een beetje oefening kon een bemanning getraind worden om er blind op te landen met een nauwkeurigheid van ongeveer 100 meter. Het baken zou bij droppings ook het werk van het 'ontvangstcomité' veiliger maken; de verzetsmensen op de grond zouden minder lichten nodig hebben en geen radiosignalen hoeven uitzenden totdat het vliegtuig binnen bereik was. Om het baken te identificeren werd er een code in ingesteld die in het vliegtuig werd uitgelezen. Een eventueel door de vijand buitgemaakt baken kon zo niet als lokvogel gebruikt worden.

“Heel redelijk vroeg SOE of ze het systeem ook in het echt konden zien werken. Ik gaf ze een baken dat ze overal in een gebied van ongeveer 1200 vierkante mijl mochten verstoppen en beloofde er een week later op een afgesproken tijdstip twee pakkisten op te laten vallen. Ik liet ze zien hoe ze het baken zélf konden bedienen, zodat ze niemand van onze groep hoefden te vertellen waar ze het zouden opzetten.

“Op 11 februari 1942 stegen we op van Hurn in een Anson en vlogen naar het gebied waar het baken verborgen moest zijn. Eerst kon ik het baken niet zien op de display van het vliegtuig, en ik bedacht wat een dwaas ik was geweest om SOE te vertrouwen het zelf op te stellen – ze hadden vast vergeten het aan te zetten, of zo – maar tot mijn grote opluchting pikten we het op 37 mijl afstand op; het bereik was nogal slecht doordat ze het baken aan de rand van een bos hadden verstopt. We dropten de kisten blind en misten het baken op 200 meter, niet helemaal de beloofde 100 meter, maar SOE besloot dat dit goed genoeg was en dat ze het systeem operationeel zouden uitproberen.

“In de daaropvolgende weken rustten we een aantal van hun vliegtuigen uit met een interrogator genaamd Rebecca, met een laagvermogen zender die 4,5 µs brede pulsen naar het baken stuurde op een frequentie van 214 MHz vanaf een antenne op de neus van het vliegtuig. Om te voorkomen dat het vliegtuig echo's van zijn eigen puls van de grond zou ontvangen, antwoordde het baken met pulsen op een andere frequentie, 217 MHz, die werden ontvangen door antennes aan weerszijden van de neus van het vliegtuig. De signalen van deze twee antennes werden op een display aan weerszijden van een verticale lijn weergegeven.

“Het baken zelf heette, nogal voor de hand liggend, Eureka (‘ik heb het gevonden’). Om het zo klein mogelijk te maken gebruikten we een superregeneratieve ontvanger, die prachtig eenvoudig en ongelooflijk gevoelig is, maar vaak nogal kritisch om in te stellen. We overwonnen dit probleem door een ingenieus AGC-systeem dat we hadden afgekeken van de mensen die aan IFF (vliegtuig-ID) werkten. Deze elegante en eenvoudige ontvanger activeerde een zender die een ca. 6 µs brede puls gaf van ongeveer 10 W. Het technische probleem van het gebruik van dezelfde antenne voor zenden en ontvangen was nog niet opgelost, dus tot onze spijt moest het baken twee antennes hebben.
De stroomvoorziening was een moeilijk probleem. Het baken moest gemakkelijk draagbaar zijn, zonder netstroom kunnen werken en voor langere tijd buiten bij lage temperaturen opgeslagen kunnen worden. De enige oplossing die ik kon vinden was het gebruik van een kleine nikkel-ijzeraccu, die vrij goed werkte als het koud was en die heel snel kon worden opgeladen.

“Ik weet niet precies hoe succesvol die bakens waren, want kort nadat ik ze overhandigd had kregen we het te druk met het werk voor de luchtlandingstroepen om nog iets voor SOE te doen. Mij is verteld dat sommige heel goed werkten en dat een van de eerste die we naar Noorwegen stuurden in zeven operaties gebruikt is, ondanks dat hij een hele zomer en nog een deel van de winter onder de grond in een koekblik had gelegen.
Maar één ding is zeker: doordat we nu dit transponderbakensysteem voor SOE hadden ontwikkeld, waren we klaar voor de luchtlandingstroepen toen die er later in de oorlog om vroegen.”

Rebecca naar Amerika
Na de aanval op Pearl Harbour waren ook de Amerikanen bij de oorlog betrokken, en onder andere actief vanaf bases in Engeland. Voor de invasie van Sicilië waren enkele van hun vliegtuigen ook met Rebecca uitgerust. Het systeem werkte goed, en nu wilden de Amerikanen ook zo’n systeem voor hun eigen luchtvloot hebben, wat dan natuurlijk wel compatible moest zijn.
In december 1942 gaat Hanbury Brown naar de US om het Eureka/Rebecca-systeem te demonstreren voor Troop Carrier Command, en om te proberen ze over te halen het na te gaan maken. Maar de Amerikanen hebben toch nog een bedenking!

Hanbury Brown vertelt:
“Het ontwerpcontract was geplaatst bij de Hazeltine Corporation en die aarzelden het Britse ontwerp met de superregeneratieve ontvanger te volgen, omdat ze dachten dat die veel te onbetrouwbaar en lastig af te stellen zou zijn, en dus besloten ze een conventionele ontvanger te gebruiken. Ik deed mijn best om hen ervan te overtuigen dat hun baken zwaarder zou blijken te zijn dan het onze, wat zeer ongewenst zou zijn voor parachutisten, en ik verzekerde ze dat ons ontwerp perfect in orde was.
Maar ze waren niet overtuigd. Om nu mijn punt duidelijk te maken bood ik toen aan met ze te concurreren; als ze me een laboratorium en een assistent zouden lenen beloofde ik ons baken binnen een maand opnieuw te ontwerpen met Amerikaanse onderdelen, en dan konden ze kiezen tussen hun baken en het mijne.
Tot mijn grote opluchting stemden ze in, en ik maakte een Amerikaanse versie van mijn Eureka-baken. Mijn baken won de competitie; het was kleiner en lichter dan dat van Hazeltine, en de gevoeligheid van de ontvanger had, zoals ik al had gezegd, helemaal geen afregeling nodig.

“Het productiemodel van het baken (AN/PPN-1) werd gemaakt door een firma in Chicago en was prachtig; de vliegtuiguitrusting (AN/APN-2) werd gemaakt in Camden NJ en de benodigde aanpassingen werden gedaan op de vliegtuigproductielijn in Californië. Alles was precies op tijd klaar. Al in het voorjaar van 1944 arriveerden in het VK de Dakota’s voor onze luchtlandingstroepen met de Amerikaanse versie van Rebecca, net als de vliegtuigen van het Troop Carrier Command van de 9th US Air Force die daar in het voorjaar en de vroege zomer van 1944 in groten getale arriveerden.”

Eureka-wapenfeiten
“Ten tijde van de eigenlijke invasie werkte ik aan radar op het Naval Research Laboratory in Washington, en dus miste ik opnieuw alle opwinding. Pas ver na de oorlog las ik een kort verslag van de rol die onze bakens speelden.
Tijdens operatie Overlord (juni 1944) stak een Britse luchtlandingstroepenmacht de zuidkust van Engeland over in drie stromen bij Worthing, Littlehampton en Bognor op punten die allemaal gemarkeerd werden door Eureka-bakens. Boven Frankrijk dropten ze hun troepen op vier droppingzones die allemaal waren gemarkeerd door Eureka-bakens, die waren uitgezet door verkenners die navigeerden op kaart en GEE. De volgende dag werden dezelfde droppingzones opnieuw gebruikt door zweefvliegtuigen met versterkingen en voorraden.

“De Amerikaanse luchtlandingstroepen staken de kust over bij Selsey Bill en vlogen naar zes dropping zones in Frankrijk. Onderweg werd hun route gemarkeerd door vier Eureka-bakens en dat gold ook voor de zes dropping zones. De Eureka's op de dropping zones waren geplaatst door verkenners die grotendeels op GEE navigeerden; het zicht was zelfs zo slecht dat de meesten hun mannen blind op GEE dropten. Van de hoofdmacht die na de verkenners volgde gebruikte ongeveer 75 procent Rebecca om de dropping zone te lokaliseren en 25 procent gebruikte het om hun troepen blind te droppen.

“En zo werkte het allemaal precies zoals we het ons hadden voorgesteld; vier jaar na de eerste demonstratie van deze transponderbakens werden ze met succes gebruikt om onze luchtlandingstroepen en die van onze geallieerden op de juiste plaats af te zetten.”