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放射線研究所（通称ラッドラボ）は、第二次世界大戦中にマサチューセッツ工科大学（MIT）で運営されていたレーダー研究プログラムである。1940年から1945年にかけて、ラッドラボは新しいマイクロ波技術を応用し、軍事航法および戦闘用の小型レーダー装置を開発した。職員数は当初30名だったが、最盛期には4,000名近くにまで増加し、その科学者数はマンハッタン計画のロスアラモス研究所に匹敵する規模となった。米国科学研究開発局（OSRD）の最初にして最大の契約機関として、この研究所は連邦政府資金による大学研究の原型となった。
この研究所は、連合国間の軍事機密の交換によって米国に空洞マグネトロンが明らかになった後、1940年10月に設立されました。研究所のスタッフは、第二次世界大戦中に配備された米国のレーダーシステムの約半分を設計しました。これらのシステムには、英国上空でV- 1飛行爆弾を迎撃したSCR-584砲撃レーダー、雲を貫通して米国の戦略爆撃を可能にした空中H2Xレーダー、そして最初の大陸間無線航法システムであるLORANが含まれます。基礎研究という当初のプログラムを超えて、放射線研究所はシステムエンジニアリング、実験装置の「緊急」製造、戦闘地域での現場支援に従事しました。そのシステムのほとんどは産業請負業者によって製造されました。米国のレーダー調達総額の48％、つまり13億ドルは、研究所が設計した機器に対するものでした。
リー・デュブリッジが研究所の所長を務め、イシドール・ラビが研究業務を統括した。この研究所には69の大学から物理学者やその他の研究者が集まり、1億680万ドルの政府契約を獲得した。これはMIT自身の学術予算をはるかに上回り、OSRD（国防研究開発局）の研究費全体の23%を占める規模だった。民間機関であるこの研究所は、MITと両軍の施設を利用し、英国軍の通信研究機関である電気通信研究所と緊密な関係を維持していた。
1945年12月に閉鎖されると、その機能は産業界とMIT内の新たな組織に分散された。MITの2つの学部横断型研究所が放射線研究所の基礎科学プログラムを引き継ぎ、1951年にはレーダーを用いた防空システムのさらなる開発を目指してリンカーン研究所が設立された。全28巻からなるMIT放射線研究所シリーズは、戦後の電子機器開発のために研究所の機密扱いの発見を明らかにした。研究所のメンバー10人が後にノーベル賞を受賞し、その卒業生と発明はボストンのハイテク産業集積地であるルート128の設立に貢献し、軍民連携による研究モデルは戦後のアメリカ科学に永続的な影響を与えた。
1930年代、イギリス、ドイツ、アメリカ、その他の国々は、独自に厳重な秘密の下で無線探知システムを開発した。各国は、ライバルが同様の能力に達していることに気づかず、戦争に勝利するための潜在的な優位性として自国の成果を守った。[ 1 ]ドイツは、フレイヤ早期警戒レーダー、ゼータクト艦載機、ヴュルツブルク砲撃レーダーなど、高度なシステムをいち早く実戦配備した。ある歴史家は、ドイツの装備は「概してアメリカより約1年先行していた」と評価した。[ 2 ]イギリスは、東海岸沿いのチェーンホーム局で、1939年までに100マイルを超える距離で航空機を探知できる最初の運用ネットワークを構築した。[ 3 ]さらに重要なことに、イギリスは、他のどの国も匹敵できない戦闘機迎撃機を誘導するための統合システムを開発した。 1940年9月にイギリスとアメリカの当局者が情報交換を行ったところ、両国の長波システムが事実上同一であることが判明した。Chain Home Lowとアメリカ海軍のCXAMは同じ周波数で動作し、主要な技術的特徴を共有していた。[ 4 ]
アメリカのレーダー開発は、優先順位の異なる2つの軍種に分かれていた。海軍研究所は比較的長い波長で実験を行い、1934年12月にアメリカ初のパルスレーダーによる航空機探知に成功し、1940年までに主力艦に量産型レーダーを設置した。 [ 5 ] 1947年に陸軍と空軍が別々の軍種に分かれるまで、陸軍と空軍に仕えていた陸軍通信隊は、ウィリアム・ブレア少佐の下で異なる道を歩んだ。ブレアは、対空砲火に必要な精度はマイクロ波波長でしか得られない狭いビームを必要とすると確信し、フォート・モンマスにある彼の研究所にこのアプローチに集中するよう指示した。[ 6 ]バークハウゼン・クルツ管や分割陽極マグネトロンなどの利用可能なマイクロ波発生器を使用して、通信隊の研究者は1,000ヤード先の艦船と250フィート先の車両を探知したが、これは海軍がより長い波長で得た結果よりもはるかに劣るものであった。[ 7 ] 1936年までに、この取り組みは行き詰まり、研究者たちはしぶしぶ海軍のパルス技術を採用した。[ 8 ]
マイクロ波の利点は、イギリス、ドイツ、アメリカのプログラムで十分に理解されていました。航空機に搭載できる小型アンテナ、精密な追跡とより鮮明な表示のための狭いビーム、長波長レーダーの下をすり抜ける低空飛行機のより優れた検出などです。しかし、センチメートル波長で十分な電力を生成するという根本的な問題は、どれも解決されていませんでした。[ 9 ]最も有望なアメリカの発生器であるクライストロンは、10センチメートルで約1ワットを生成しましたが、実用的なレーダーには不十分でした。[ 10 ]
1939年9月にヨーロッパで戦争が勃発すると、アメリカの主要な科学者の間で、民間の研究者を国防のために組織することについての議論が始まった。カーネギー研究所の所長であるヴァネヴァー・ブッシュ、ハーバード大学のジェームズ・コナント、マサチューセッツ工科大学（MIT）のカール・コンプトン、全米科学アカデミーのフランク・B・ジュエットは、 1939年から1940年の冬にかけて繰り返し会合を開き、アメリカの科学技術の才能を軍事問題にどのように活用できるかを検討した。[ 11 ] 1940年の春、イギリスは物理学者のアーチボルド・ヒルをアメリカとカナダとの科学協力を探るために派遣したが、ヒルはイギリスの機密を開示する許可がないため、身動きが取れないことに気づいた。彼は正式な交流を強く求めるためにロンドンに戻った。[ 12 ]
ノルウェーと低地諸国におけるドイツ軍の急速な攻勢、それに続く6月のフランス陥落により、これらの予備的な議論は緊急の行動へと変わった。[ 13 ]ヘンリー・ゲルラックが指摘したように、崩壊は「ロンドンに匹敵するほどの激しさでワシントンを揺るがした」。[ 13 ]ブッシュは1940年6月12日にルーズベルト大統領と15分間の会談を取り付け、軍事機器に関する民間研究を調整する新機関の1ページの提案を提示した。ルーズベルトは即座に承認し、 6月27日に大統領令により国防研究委員会（NDRC）が設立された。[ 13 ] [ 14 ]軍の上級指導者たちはこのイニシアチブを歓迎した。陸軍参謀総長のジョージ・C・マーシャル将軍はブッシュに、戦争が近づくと軍事研究所は調達に集中せざるを得なくなり、NDRCが埋めることができる重要な研究の空白が生じるだろうと語った。[ 13 ]委員会は5つの部門に組織され、D部門はコンプトンの指揮の下、探知、制御、および機器を担当した。[ 15 ]
コンプトンは1940年半ばにマイクロ波セクションを設立し、弁護士から物理学者に転身したアルフレッド・ルーミスが責任者となった。ルーミスはタキシード・パークに私設研究所を運営しており、そこでは既にマイクロ波実験が行われていた。[ 16 ] [ 17 ]マイクロ波委員会として知られるこのセクションには、ベル研究所、ゼネラル・エレクトリック、RCA、ウェスティングハウス、スペリーの業界代表者と、バークレーのアーネスト・ローレンスが参加していた。[ 17 ] 1940年の夏、委員会のメンバーはアメリカのレーダー開発の取り組みを調査し、マイクロ波技術には大きな可能性が秘められていると結論付けたが、イギリスの研究者が直面したのと同じ根本的な障害、つまり適切な高出力源がないという問題に直面した。[ 18 ]
アメリカ人には知られていなかったが、1940年2月にバーミンガム大学のイギリス人物理学者ジョン・ランドールとハリー・ブートが共振空洞マグネトロンを発明し、研究上の大きな進歩があった。この新しい送信機はマイクロ波（10cm）波長でキロワットの電力を生成し、クライストロンなどの競合技術に比べて1000倍の性能向上を示した。[ 19 ] 1940年8月までに、イギリスの研究者たちはマグネトロンによる飛行中の航空機の追跡を実証した。[ 20 ]
1940 年 6 月のフランス陥落により、科学交流が急務となった。7 月が終わる前に、ルーズベルト大統領は英国大使ロージアン卿の外交提案に基づき軍事機密の交換を承認した。[ 12 ]大学学長で航空機生産省の科学顧問であるヘンリー・ティザード率いる英国の科学使節団は、1940 年 8 月下旬から 9 月上旬にかけてワシントンに到着した。[ 21 ]使節団は設計図と技術データが入った箱を持参し、英国の政府が保有する機密情報を米国の機密情報と交換する許可を得ていた。[ 22 ]彼らの積荷の中にはバーミンガム空洞マグネトロンの 1 つが含まれており、ある公式の歴史書は後にこれを「我が国に持ち込まれた最も価値のある積荷」と呼んだ。[ 23 ]
陸軍と海軍がNDRCに英国側の担当者に情報を開示することを許可する前に、この任務が到着した。陸軍は9月12日に許可を与え、海軍は4日後に許可を与えたが、両軍とも英国のレーダー研究から「学ぶことはほとんどない」と予想していた。[ 22 ] [ 24 ] 9月19日、英国電気通信研究所のレーダー科学者エドワード「タフィー」ボーエンは、マイクロ波委員会のメンバーにマグネトロンを実演した。ベル電話研究所でのその後のテストにより、この装置は波長10センチメートルで約15キロワットを生成し、ベル研究所の最高の40センチメートル管の出力の7倍を上回ったことが確認された。[ 25 ] 9月28日と29日、英国使節団のメンバーは、タキシードパークでルーミスの招待によりマイクロ波委員会に加わり、マイクロ波レーダー開発の優先順位を決定した。夜間戦闘機用の空中迎撃レーダーが最も緊急の任務に指定された。[ 23 ] [ 26 ]
委員会は、マグネトロンを利用するには研究物理学者を配置した専用の中央研究所が必要であると結論付けた。ワシントン DC のボーリング フィールドに施設を建設する最初の試みの中で、NDRC には研究所を直接運営する権限はないが、既存の機関と契約できることが明らかになった。[ 27 ]ブッシュとマイクロ波委員会による独立した調査では、必要なスペース、科学スタッフ、急速な拡張能力を提供できる最適な機関として MIT が特定された。[ 28 ] [ n 1 ] 1940 年 10 月 17 日、彼らはコンプトンが MIT に研究所を誘致することに同意したが、コンプトンは懸念を抱いており、正式な決定から身を引いた。[ 29 ] [ 30 ]
NDRCの運営委員会は1940年10月25日に契約を承認し、当初の資金は45万5000ドル（2025年換算で1050万ドル）であった。[ 31 ] [ n2 ]研究所は「放射線研究所」と名付けられたが、これはレーダーの任務を明らかにするためではなく、バークレーにあるアーネスト・ローレンスの原子核物理学施設との類似性を示唆するために選ばれた名称である。 [ 32 ]採用はすぐに始まり、主に加速器研究で高周波技術に精通した原子核物理学者が採用された。ローレンスは所長職を辞退したが、ハーバード大学のケネス・ベインブリッジやロチェスター大学のリー・デュブリッジなど、広範な人脈を使って研究者を募集し、 NDRCはデュブリッジを所長に任命した。[ 33 ]
1940 年 10 月下旬、応用核物理学に関する会議のために、約 600 人の科学者がボストンに集まった。ルーミスとボウルズは、マイクロ波技術に関する研究所見学と特別セミナーを企画した。10 月 30 日にアルゴンキン クラブで開かれた昼食会で、ルーミスとコンプトンは、研究所の任務の詳細を知る前に秘密保持契約に署名した約 20 人の新人に説明を行った。[ 34 ]数週間以内に、この取り組みはコロンビア大学のイシドール ラビを引きつけ、彼は学生のジェロルド ザカリアスとノーマン ラムジーを連れてきたほか、バークレーからはルイス アルバレスとエドウィン マクミランが参加した。1940 年 11 月 11 日、研究所は MIT キャンパスの 4-133 号室で最初のグループ ミーティングを開催した。この部屋はMIT のメイン コリドーのすぐそばにある、安全な10,000 平方フィート (930 m 2 )のスペースだった。[ 35 ]会議では、研究課題は 7 つの「構成要素」セクションに分割されました。パルス変調器、送信管、アンテナ、受信機、理論、陰極線管、クライストロン、そして第 8 のセクションではシステム統合が扱われました。[ 32 ] 12 月中旬までに、約 30 人の物理学者が作業を開始し、6 号館の屋上に木造のペントハウス研究所が建設されました。[ 35 ] [ 36 ]
同研究所は、NDRCの第14部門の下で民間請負業者として運営されていた。第14部門は、1942年12月に元のマイクロ波委員会（セクションD-1）が正式な部門に昇格した際に設立された。[ 37 ] NDRCが1941年半ばに新しい科学研究開発局（OSRD）に統合された後、同研究所の戦時研究は、大統領緊急資金、議会予算、および米陸軍と海軍の契約によって共同で支援された。[ 38 ] [ n 3 ]アルフレッド・ルーミスがセクション長およびマイクロ波委員会の委員長を務め、他の委員はアメリカの大手通信機器メーカーが務めた。[ 40 ]
リー・デュブリッジが研究所自体を指揮した。[ 41 ] F・ウィーラー・ルーミス（アルフレッドとは血縁関係はない）は、人事と管理業務を担当する副所長を務め、1941年1月に着任した。[ 42 ]ある研究所員は、分業体制を簡潔にこう表現した。「デュブリッジは『イエス』と言い、ルーミスは『ノー』と言った。」[ 43 ]イシドール・ラビは研究部門を率い、非公式ながら「科学の神託者」として、スタッフなら誰でも技術的な問題で相談できる存在だった。[ 43 ]
デュブリッジは、トップダウンの統制を押し付けるのではなく、ある歴史家が「科学共和国の長」と呼んだように、協調的な方法で研究所を管理した。[ 44 ]所長と部門長で構成される運営委員会が毎週会合を開き、一般的なタスクを検討し、優先順位を設定し、実行は個々の研究チームに任せた。[ 44 ] [ 45 ]委員会のメンバーは研究所の成長とともに拡大し、約20人になったが、MIT出身者はごく少数だった。[ 46 ] [ 47 ] MITは産業協力部門を通じて施設、建物、セキュリティ、および財務管理を担当し、技術的な指導は研究所の科学指導部に残された。[ 48 ]
研究所は当初、レーダー部品を中心に組織された。初期の採用者は非公式に自分のセクションを選んだ。「まるで野球チームを選んだようなものだった」とラビは回想している。[ 49 ]この部品ベースの組織は、1942年3月に部品グループとシステム開発グループを組み合わせた部門へと発展した。システム部門は、レーダーの応用、すなわち空中システム、地上および艦船システム、特殊システム、および射撃管制を担当した。[ 45 ]運営委員会は、軍の代表者と協議した後、競合するプロジェクト間の優先順位を決定した。[ 41 ]しかし、研究所は軍の要求を満たすことだけに限定されなかった。デュブリッジは後に、「研究所では新しい機器の公式な要求を待つのではなく、戦争の進展を研究することで、そのようなニーズを事前に予測しようとしていた」と書き、新しいレーダーセットの必要性を軍機関に納得させるために、しばしば精力的な「売り込み」が必要だったと述べている。[ 50 ]
研究所が機密軍事研究を管理する民間請負業者としての地位を持つことは、アメリカ軍やアメリカの大学ではほとんど前例がなかった。陸軍と海軍の両方が研究所に常設の連絡事務所を設置し、海軍事務所は最終的に約30人の将校にまで拡大した。[ 54 ]研究所は軍の代表者と直接協力して作戦上の要求を理解し、1945年初頭には平均して毎日50人の将校が協議や会議のために訪れた。[ 54 ]研究所の職員は、戦争中、基地、試験場、そして最終的には戦線に派遣され、新しいレーダー機器の設置、訓練、および運用上の改良を支援した。[ 55 ]マイクロ波委員会の初代秘書であるエドワード・ボウルズは、1942年4月にヘンリー・スティムソン陸軍長官のレーダー問題に関する専門顧問に任命され、陸軍省の指導部にレーダー開発の状況を報告した。[ 41 ] [ n 8 ]ティザード・ミッションのメンバーであるタフィー・ボーエンとデニス・ロビンソンは、研究所でイギリスの連絡代表として相次いで勤務し、電気通信研究所とのプログラムを調整した。[ 56 ]
放射線研究所が発足すると、敵のレーダーや通信を探知して妨害する技術である電子対抗策を開発するための別の研究所が設立された。フレデリック・ターマンが所長を務めるこのグループは、当初は放射線研究所の施設内にスペースを構えていたが、1942年7月にハーバード大学に移り、無線研究所となった。[ 57 ]組織的には放射線研究所とは別個のOSRD部門（第15部門）に属していたが、両研究所は戦争中ずっと緊密な協力関係を維持した。[ 58 ]
研究所は、1940 年 11 月の約 20 人の科学者から、1945 年 8 月には従業員が 3,897 人に達し、職員 (科学者および技術者) 1,189 人、非職員の男性 1,301 人、非職員の女性 1,407 人で構成されていた。[ 59 ]戦争中、研究所は累計 6,215 人の従業員を雇用した。[ 59 ]ラド研究所は OSRD の下で運営された最大の研究所であり、科学者の人員規模ではマンハッタン計画のロスアラモス研究所に匹敵した。[ 60 ] [ n 9 ]
採用は主に大学の物理学科から行われ、戦前の加速器研究を通じて築かれたネットワークが活用された。アーネスト・ローレンスは有能な人材ハンターであることが証明され、人脈を利用して高周波技術に精通した研究者を引きつけた。[ 33 ] 1945年までに、69の学術機関がスタッフに所属していた。[ 61 ]物理学者が大多数を占めていたが、採用者は生理学、政治学、建築学、音楽、光学、数学、人類学、天文学などの分野から来た。[ 44 ]それにもかかわらず、研究所は「物理学者の世界であり、物理学者によって運営され、可能な限り完全に物理学者によって運営されている」ままであった。[ 62 ]
給与管理には独自の課題があった。学術休暇中の職員は所属機関の給与に連動した給与を受け取る一方、産業界から採用された職員はより高い給与を得ていた。こうした格差が顕著になったため、1942年の再編では、管理者が士気の低下を恐れていた事態を防ぐため、業績に応じた昇給を選別的に行うことが認められた。[ 63 ]
マイクロ波レーダーの開発は、若い科学者に大きく依存していたが、年配の研究者は新しい技術に関する訓練をしばしば受けていなかった。[ 64 ]このため、1942年以降、抽選で若者を徴兵する徴兵局との間で繰り返し緊張が生じた。1944年春、マサチューセッツ州徴兵局長は研究所から50人の男性を要求したが、これは研究所の作業の大部分を中断させるものであった。MITの学長カール・コンプトンは、陸軍次官ロバート・P・パターソンに直接抗議し、士気が「史上最低」に達し、「最も有能な同僚たちの心配事の10分の9がこの問題に費やされている」と書いた。[ 64 ]ヴァネヴァー・ブッシュとOSRDの介入により、選抜されたスタッフの残留が確保された。[ 64 ]
徴兵によって男性の技術者、製図技師、機械工が不足するにつれ、研究所は女性の採用と訓練をますます進めた。[ 65 ]戦争終結までに、従来男性が担ってきた技術職に従事する女性の数は、秘書や事務職に従事する女性の数とほぼ同数になった。[ 65 ] 1945年までに、研究所の労働力の36パーセントは女性となり、その中には研究スタッフの役割を担う女性も含まれていた。[ 66 ] [ n 10 ]
MITはOSRDの研究契約で1億680万ドルを受け取り、大学契約としては最大規模となり、OSRDの研究支出全体の23.1%を占めた。MITの政府契約の94%は放射線研究所でのレーダー研究を支援した。[ 72 ] OSRD契約は費用償還方式で運用され、大学が直接研究費として請求しない間接費の比例配分分を含め、契約に基づいて行われた研究の全費用をカバーした。 [ 73 ]研究所はOSRDの「簡易版」特許条項に基づいて運営され、発明を単にライセンス供与するのではなく、政府に発明の権利を与えた。[ 74 ]
OSRDの第14部門は、放射線研究所自体を超えたより広範なレーダー研究ネットワークを監督し、基礎研究、コンポーネント開発、システム開発、および訓練機器に関して、18の学術または民間の研究機関との136の契約と、39の産業組織との110の契約を管理した。[ 75 ]レーダープログラムは183の契約で1億5690万ドルを消費し、放射線研究所はこの総額の64.9%を占めた。[ 76 ]
産業界との連携は、放射線研究所とOSRDの運営において中心的な役割を果たした。研究所は設立当初から、ベル研究所、ゼネラル・エレクトリック、RCA、ウェスティングハウス、スペリー・ジャイロスコープと緊密に連携し、部品の供給、システム開発における協力、技術スタッフの交換を行った。[ 77 ]研究所が拡大するにつれ、プロジェクトに特別な専門知識が必要な場合は、研究開発業務を他の機関に委託し、これらの委託先に連絡担当スタッフを配置した。[ 77 ]
研究所の試作品から工場製品への移行は、当初予想されていたよりも複雑であることが判明した。試作品の物理的な設計を複製しても、その性能に一致するとは限らず、研究所の装置を現場の機器に変換するには、多くの場合、大規模な再設計が必要であった。[ 78 ]研究所は、数百の製造業者、下請け業者、およびベンダーと連絡を取り続けた。自動車用ロックの製造業者は導波管素子の生産を開始し、自動車メーカーは精密アンテナマウントを製造した。[ 79 ]新規の製造業者はそれぞれ新しいマイクロ波技術に精通する必要があり、軍事調達を開始する前に、生産方法の開発において支援を必要とすることが多かった。[ 80 ]
研究所はまた、研究建設会社を通じて実験ユニットの限定的な「緊急」生産を組織し、本格的な軍事調達が始まる前にプロトタイプを迅速に配備できるようにした。 [ 77 ] [ 81 ]この「レッドチケット」プログラムは、軍事研究グループも調達機関も満たすことができなかったギャップ、つまり生産ラインが納入できるまでの数か月間に少量の新しい装備が必要であるというニーズに対応した。[ 82 ] 1943年から1945年の間に、緊急調達により陸軍と海軍に3,000万ドル以上の装備が納入され、これは第14師団の総割り当ての約22パーセントに相当する。[ 83 ]
研究所は1940年11月に質素な場所で操業を開始した。最初の研究所は4-133号室にあり、仮設の「屋上研究所」は6号館の屋上に設置されていた。 [ 84 ]数ヶ月のうちに、研究所はMITのキャンパス全体に広がり、近隣の建物にも進出した。 1941年7月には、イーストボストン空港の州兵格納庫で飛行試験が開始された。[ 84 ] [ 85 ]
研究所が成長するにつれて、その施設は広範囲に広がった。1942 年初頭までに、業務は 5 つの別々の場所に及んだ。元の 2 つのスペースに加えて、3 号館の機械工学科から借りた実験室と作業場、メイン キャンパスから 2 ブロック離れた旧フッド ミルク カンパニービル、そして 1941 年秋に建てられた恒久的な耐火構造の 24 号館である。 [ 86 ] [ 84 ] 111,000 平方フィート (10,300 m 2 )の実験室スペースに分散した研究は、研究所の作業が活発化するにつれて調整上の課題を生み出した。[ 86 ]
MIT は人員増加に対応するため積極的に建物を増築した。1942 年 4 月に、3 階建ての仮設木造建築物であるビル 22 の建設が始まった。ビル 24 とは高架橋で繋がっていた。一方、ビル 24 自体には 4 階とペントハウスが追加された。[ 87 ]しかし、研究所は利用可能なスペースを上回るペースで成長を続けた。コンプトン学長は、ケンブリッジの点在する建物で部屋を借りるという慣行に抗議し、3 つ目の主要な建物の建設を推進した。[ 88 ]製材所の木材とトランサイト製の内壁で急遽建設されたビル 20 は、1943 年に 3 つの棟が立ち上がり、1944 年初頭には入居可能となった。人員が到着し続けるにつれて、さらに 2 つの棟が追加された。[ 88 ]
飛行運用も同様に当初の施設では手狭になった。大型航空機とより長い滑走路の必要性から、1944年5月にイーストボストンからベッドフォード陸軍航空基地に移転し、そこで研究所は43,000平方フィート（4,000平方メートル）の格納庫スペースを占有した。[ 85 ]陸軍と海軍はそれぞれ試験運用を支援するために専用の飛行部隊を設立した。終戦までに、海軍の特別プロジェクト部隊キャストは138人の人員で35機の航空機を運用し、陸軍の第1電子実験分遣隊は166人の人員で60機の航空機を維持した。[ 89 ]
1945年8月のピーク時には、研究所の従業員3,897人が40万平方フィート（3万7千平方メートル）を超える実験室とオフィススペースで働いており、これは1940年11月の設立当初から40倍の規模であった。[ 89 ]
研究所の緊急生産プログラムでは、戦闘地域に人員を派遣する必要があった。体系的なテストが行われる前に出荷された装置には、設置や運用技術の開発を担当する、それらを製造した科学者が必要だった。[ 90 ]
1943 年 9 月、研究所は英国グレート マルバーンに英国放射線研究所支部(BBRL)を設立し、英国電気通信研究所と併設した。OSRD の公式歴史家は、BBRL を従来の意味での研究所ではなく、改造、デバッグ、および現場支援のための「人員、設備、作業場、ノウハウの集積所」と特徴づけた。[ 91 ]ジョン トランプはBBRL の存続期間のほとんどを指揮し、1944 年初頭に第 8 空軍からの増大する要求に応えるために組織を再編し、事業を拡大した。[ 92 ]支部は最終的に約 100 人の人員を擁し、そのほとんどが英国および大陸各地の空軍基地に配備された。1944年夏のパリ解放後、BBRL は前進する部隊を支援するために市内に前進サービス基地を設立した。[ 93 ]
太平洋での同様の野戦作戦の計画は、1945年春にOSRDがカール・コンプトンの指揮下で太平洋支部を組織した際に具体化した。ダグラス・マッカーサー将軍の司令部はこの取り決めを承認したが、組織が本格的に活動を開始する前に8月に日本が降伏した。[ 94 ]
研究所の設立ミッションは、バトル・オブ・ブリテンで露呈した重要なギャップに対処する3つのプロジェクトから成っていた。第一の優先事項は空中迎撃レーダーであった。イギリスは、夜間戦闘機用の10センチメートルレーダーがドイツ空軍の爆撃を阻止するために不可欠だと考えていた。第二は、航空機自体からの信号を必要とせずに爆撃機を誘導する長距離航法システムであった。第三は、対空砲火を誘導するマイクロ波照準レーダーであった。[ 26 ]スタッフは、これらの3つの設立目標にちなんで、コマンダーホテルでの金曜夜の飲み会を「プロジェクト4」と名付けた。[ 95 ]
研究所の最初の数か月は、マイクロ波レーダーがそもそも機能するかどうかのテストに費やされた。スタッフは1940年11月と12月を、イギリス製の空洞マグネトロンをベースとした実用的なレーダーシステムを構築するという、自らに課した1月の期限を守るための集中的な努力に費やした。[ 96 ]アメリカ人はマイクロ波レーダーを作ったことがなく、短い波長には全く新しい部品が必要だった。[ 97 ]研究所の最初のスタッフは物理学者であり、レーダー技術者ではなかったため、試行錯誤しながら進めた。1941年1月4日、予定より2日早く、最初のテストシステムがMITの6号館の屋上で稼働した。[ 96 ] [ 97 ]扱いにくい送信アンテナが屋上の一端に設置され、受信アンテナは反対側に設置され、緩いスクリーンケージで反対側のアンテナから遮蔽されていた。電源を入れてから数分以内に、システムはチャールズ川を挟んだボストンのスカイラインからのエコーを捉えた。[ 98 ] [ n 11 ]
屋上での成功はマイクロ波レーダーの実現可能性を証明したが、技術的な課題は未解決のままだった。試験システムでは送信アンテナと受信アンテナが別々に使われていたが、これは航空機では不可能な構成だった。実用的な航空機搭載レーダーには、パルスの送信とエコーの受信の両方が可能な単一のアンテナが必要だった。そのためには、繊細な水晶検出器を発信パルスのエネルギーから遮蔽し、微弱な戻り信号を取り込むために数マイクロ秒以内に回復できる送受信（TR）スイッチが必要だった。アマチュア無線に精通した数少ないスタッフの一人であるジム・ローソンがこの問題に取り組んだ。 [ 99 ] 1月10日までに、彼のチームはクライストロン管をバッファとして使用した実用的なTRボックスを作り上げていた。[ 99 ] [ 100 ]その日の2回目の屋上試験で、初の単一アンテナマイクロ波レーダーが実証され、デュブリッジはワシントンに「片目で成功した」と電報を送った。[ 101 ]
飛行試験が続いた。3月10日、実験的な空中迎撃装置が、マイクロ波放射を透過するプレキシガラス製の機首を備えたB-18爆撃機で初めて飛行した。 [ 102 ]その後数週間で結果は着実に向上した。3月27日、エドウィン・マクミランのチームはタフィー・ボーエンや他の科学者を乗せて再び飛行した。装置は航空機や船舶を探知し、見事に機能した。飛行機がコネチカット州ニューロンドンの潜水艦基地にダイバートすると、3マイル離れた浮上潜水艦を探知した。[ 102 ] [ 103 ]この発見は、研究所が当初優先していなかった、空中対水上艦艇探知という新たな能力を示唆した。[ 104 ]
2番目のチャータープロジェクトである対空砲の照準作業は並行して進められた。1941年5月、沿岸砲兵委員会の将校が研究所を訪れ、マイクロ波射撃管制に強い関心を示した。[ 105 ]翌月、デュブリッジはトラックの購入を承認し、後に研究所の20号棟が建つことになる古い格納庫で、イヴァン・ゲッティングの下で作業が始まった。[ 106 ]
トラックは7月中旬に到着し、9月までに、回転ダイポールを備えた48インチの放物面アンテナがゼネラル・エレクトリック社製の航空機機関銃砲塔に取り付けられた。[ 106 ]このシステムは円錐走査と自動追跡という技術を使用しており、レーダーが人間の介入なしに目標をロックオンして追跡することを可能にした。5月31日の屋上でのデモンストレーションで、このアプローチが有効であることがすでに実証されており、XT-1と命名された移動式トラックシステムは、これらの機能を現場での使用向けにパッケージ化することを目的としていた。[ 107 ]
XT-1は当初、軍事兵器としてではなく、さらなる研究のための実験プラットフォームとして意図されていた。[ 105 ]実戦試験によってその評価は変わった。1941年11月下旬、トラックは初期試験のためにニュージャージー州フォート・ハンコックへ移動した。真珠湾攻撃でスケジュールが中断された後、ケンブリッジに戻り、その後1942年2月にバージニア州フォート・モンローへ向かい、沿岸砲兵委員会による正式な評価を受けた。[ 108 ]そこで、砲弾が着弾したときの目標の位置を予測するベル電話研究所設計の電子アナログコンピュータであるT-10指揮装置と接続された。この組み合わせは壊滅的な効果を発揮した。60回以上の追跡試験で、角度の誤差は1ミル未満、射程の誤差は約20ヤードであることが示された。 [ 109 ]牽引標的に対する射撃試験では、XT-1とベル予測装置によって誘導された自動砲は、わずか8発で標的を撃墜した。[ 110 ]
沿岸砲兵委員会は、XT-1が「対空射撃指揮装置に現在位置データを提供する目的で、これまでにテストされたどの無線方向探知装置よりも優れている」と結論付けた。[ 109 ] 1942年4月2日、通信隊は1,256台を発注し、生産型をSCR-584と命名した。[ 109 ]最終的に発注数は1,700台近くにまで増加した。[ 111 ] [ n 12 ]
研究所の設立当初のプロジェクトは、夜間爆撃の脅威に関するバトル・オブ・ブリテンの教訓を反映して、航空機の迎撃と対空射撃管制に重点を置いていた。1941年半ばまでに、イギリスはドイツ空軍の昼間攻撃を撃退し、注目は大西洋戦線に移った。フランスの港から出撃するドイツのUボートは、連合国の造船所が補充できるよりも速いペースで商船を沈めていた。長波対水上艦レーダー（ASV）は存在したが、潜水艦に対しては性能が悪かった。海面反射波が探知距離を短縮し、レーダーのメートル長の波によってUボートは接近する航空機を攻撃前に潜航するのに十分な時間的余裕を持って探知できた。[ 113 ]
1941年7月、デニス・ロビンソンがイギリスの電気通信研究所から到着し、研究所の方向を対潜レーダーに転換するよう指示を受けた。彼は潜水艦戦の緊急性を直接知っていた。[ 114 ]デュブリッジは当初の航空機迎撃プロジェクトを段階的に廃止し、対水上艦艇研究の優先順位を上げた。[ 115 ]
1941年秋までに、研究所は少なくとも5つのASVプロジェクトを抱えており、それぞれ異なる航空機タイプに合わせて設計されていた。[ 116 ]駆逐艦USSセムズ での試験では、艦載の可能性が実証された。平面位置指示器を組み込んだ試作レーダーは、濃霧の中、艦と3隻の潜水艦を安全に港に誘導し、目視監視員には見えないブイを検出した。[ 117 ]海軍は、後に「最も広く使用され、最も効果的な艦載レーダーの1つ」と呼ばれるSGレーダーの生産をレイセオンに発注した。[ 118 ]
真珠湾攻撃後、研究から生産への移行が加速し、米国は宣戦布告を余儀なくされた。1942年初頭、ドイツのUボートはパウケンシュラーク作戦を開始し、事実上無防備な米国の沿岸船舶を攻撃した。1月と2月、レーダーを搭載していない陸軍航空隊の航空機は、8,000飛行時間でわずか4隻のUボートを攻撃しただけだった。[ 119 ]デュブリッジはASVを最優先事項とした。10機のB-18爆撃機がイーストボストン空港に到着し、マイクロ波レーダーを急遽取り付けた。研究所の模型製作所である研究建設会社は、通信隊のために50台の地上設置型装置を手作業で製作した。これらのうち5台が、1942年11月の北アフリカ侵攻で配備され、実戦投入された最初のマイクロ波地上装置となった。[ 118 ] [ 120 ]
真珠湾攻撃は研究所の歴史における転換点となった。1941年12月まで、デュブリッジは1942年中に事業が閉鎖されることを半ば予想していたが、その後、ロチェスターの家を売却し、ボストン地域に永住した。この攻撃により、マイクロ波レーダーは短期的な研究プロジェクトではなく、戦争が続く限りの取り組みであることが明らかになった。[ 121 ]
戦争は、既存の組織では埋められない、実験室の試作品と戦場の装備との間のギャップを露呈させた。問題は根本的なものであった。試作品の物理的な設計を複製しても、その性能に一致するとは限らなかった。[ 78 ] [ 121 ]実戦配備可能な装備には、しばしば大規模な再設計が必要であった。[ 78 ]軍事研究グループも調達機関も、生産ラインが納入できるようになるまでの数ヶ月間に必要な少量の新装備を生産することはできなかった。軍事研究グループは、装置が実証された時点で作業が完了したとみなしたが、調達機関は、大量生産用に標準化されていない品目に反対した。[ 82 ]
このギャップを埋めるため、NDRCは1941年9月に模型製作所を認可し、それが研究建設会社となった。[ 122 ] [ n 13 ]通常の模型製作所の作業は、ほぼすぐに緊急生産に取って代わられた。真珠湾攻撃から10日後の1941年12月17日、通信隊は地上設置型マイクロ波監視レーダーSCR-582を50セット発注した。 [ 58 ]これらのうち5セットは、1942年11月の北アフリカ侵攻で配備され、実戦投入された最初のマイクロ波地上装備となった。[ 118 ] [ 120 ]このような「緊急」発注が同社の主な機能となり、会社の工場が大量生産の準備を整える間、実験機器を迅速に手作業で生産するようになった。[ 58 ]
戦闘準備の整ったレーダーシステムを準備するためには、研究所自体の再編成が必要だった。真珠湾攻撃の翌週、デュブリッジと数人の同僚は拡張について非公式な話し合いを始めた。その後3か月間、この問題はグループリーダーの間で議論された。[ 123 ]マイクロ波委員会の産業界代表者の中には、研究所が産業界の正当な領域を侵食しており、工学研究を行うのに適切な組織ではないと主張して、さらなる拡大に反対する者もいた。[ 124 ]アルフレッド・ルーミスは反対意見を主導し、「最後までやり遂げる」政策の必要性を強く信じていた。委員会は最終的に「研究開発プログラムに従事する科学者と技術者の数を数倍に増やす」ことを勧告した。[ 124 ]
全面的な戦争動員下では、研究室は設計段階で想定されていなかった要求に直面した。それは、エンジニアリング設計、クラッシュ生産、設置、訓練、野戦保守、運用分析である。デュブリッジは、これらの機能をすべてカバーするには、研究所の現在の規模の6倍にあたる3,000人が必要になると見積もった。[ 125 ]いくつかの再編成案が回覧された。タフィー・ボーエンは、TREの経験に基づいて、研究所を地上、艦載、航空システムの3つの独立したユニットに分割することを提案した。これは、各部門が独自のコンポーネントを扱う「垂直」構造である。[ 126 ]コンポーネント研究者からは、「水平」構造の対案が出された。彼らは、自分たちの最高の仕事の動機となる実践的なフィードバックを維持したいと考えていた。[ 126 ]
1942 年 3 月に採用されたデュブリッジの妥協案は、両方のアプローチを組み合わせたものであった。コンポーネント グループは部門に統合され、関連するアプリケーションに取り組む各システム グループは単一の部門長の下に置かれた。部門の数は利用可能なリーダーシップによって決定され、ディレクターと運営委員会は最も優秀な科学者を特定し、彼らを中心に組織を構築した。[ 45 ] [ n 14 ]このハイブリッド構造は、部門にかなりの自治権を与えつつ、コンポーネント グループとシステム グループ間の絶え間ない協力を強制した。ゲルラックは後に、この相互依存は、気質や優先順位の異なるグループ間の摩擦を生み出したにもかかわらず、「刺激と相互教育の貴重な源」であることが証明されたと述べている。[ 129 ] 1942 年末までに、スタッフは当初の 30 人から 1000 人以上に増加した。[ 23 ]
同研究所は、兵器そのものではないものの、そうでなければ不可能だった戦闘作戦を可能にする複数のシステムを開発した。それらは、地球上の広範囲をカバーする航行支援システムから、精密着陸システム、そして戦域全体にわたる航空作戦を調整する監視レーダーまで多岐にわたる。
長距離航法は、放射線研究所に割り当てられた 3 つの主要プロジェクトのうち最後のものであった。1940 年 10 月、アルフレッド・ルーミスは、一対の地上局からの同期された無線パルスによって、船舶や航空機が到着時間の差を測定することで位置を特定できる双曲線航法システムを提案した。この計画は、ティザード調査団のメンバーが十分に知らされていなかった英国のGee システムと原理的に同一であり、ルーミスは独自にこの概念にたどり着いたようである。[ 109 ]
1941年1月にメルヴィル・イーストハムの下で設立された航法グループは、当初は30MHzで地表波を送信する計画だった。しかし、夏の間、グループは電離層から反射された低周波数の波が、1000マイルを超える距離でも正確な位置特定に十分安定していることを発見した。これは、直接地表波伝搬では達成できない距離である。[ 130 ] 1941年9月までに、グループは2MHzに移行し、システムの基盤となる高精度タイミング回路を開発した。この名称は「長距離航法」に由来し、最初はLRNと略され、後にLoranに拡張された。[ 131 ]
最初の本格的な試験は1942年6月に行われ、海軍の飛行船が実験用受信機を大西洋上空に運びました。その結果は軍の強い関心を呼び起こしました。研究所の技術者たちは、護衛を待たずにUボートが哨戒する海域を航行し、1942年の秋と冬にノバスコシア、ニューファンドランド、ラブラドール、グリーンランドのステーションでの設置を監督しました。[ 132 ]最南端の4つのステーションは1942年10月1日に定期運用を開始し、最初のロランチェーンが開設されました。1943年7月までに、このシステムは米国沿岸警備隊とカナダ海軍に引き渡されました。[ 133 ]
電離層反射波信号が最大 2,000 キロメートル離れた局を同期できることが発見されたことで、 SS (電離層反射波同期) ロランが開発され、1944 年 10 月から RAF 爆撃機司令部の夜間作戦のために中央ヨーロッパの奥深くまでカバー範囲が拡大されました。 [ 134 ] 1944 年と 1945 年の間、沿岸警備隊の施設は統合参謀本部の指示により太平洋の広範囲をカバーしました。戦争が終わるまでに、70 のロラン局と 75,000 台の受信機が地球表面の約 30 パーセントの航法を提供しました。[ 134 ]これを成し遂げた航法グループは 73 人を超えることはありませんでした。[ 133 ]
ロランは、戦時中に使用された長距離無線航法システムの1つであり、イギリスのジー・アンド・デッカ・ナビゲーターやドイツのゾンネ・コンソルなどと並ぶ。ロランはこれらのシステムの中で唯一複数の大陸をカバーし、他のどの戦時無線航法システムよりも長く運用された。[ 134 ] 2 MHz帯システムは戦後も標準として使用され、ロランAと命名された。低周波の後継システムであるロランCは1957年に100 kHzで運用を開始し、21世紀まで海上および航空ユーザーに利用された。[ 134 ]
戦前には、いくつかの機関が計器着陸システムを開発していたが、いずれも軍事目的には満足のいくものではなかった。既存のアプローチでは、航空機に特別な機器が必要であり、戦闘から疲労したパイロットによる解釈が求められた。[ 135 ]
1941年8月、ルイス・アルバレスはルーフラボの砲撃レーダーのデモンストレーションを見て、レーダーが対空砲火を誘導できるほど正確に航空機を追跡できるなら、パイロットを安全な着陸に誘導できるはずだと気づいた。彼は、地上管制官が航空機のレーダーで測定した位置を理想的な滑空経路と比較することでパイロットに「指示」するシステムを構想した。[ 136 ] XT-1プロトタイプの初期テストは失敗に終わった。レーダービームが航空機の地面からの反射を検出し、警告なしに滑走路の下に位置させてしまうことがあった。[ 137 ]
アルバレスとアルフレッド・ルーミスが解決策を考案した。結果として生まれた地上管制進入システムは、3つの独立したレーダーを使用した。10センチメートルのサーチセットは、交通を管理するためにプランポジションインジケータに信号を送り、2つの3センチメートルセットは狭い扇形のビームを持ち、1つは垂直方向にスキャンして高度を、もう1つは水平方向にスキャンして方位角を測定した。[ 137 ]波長が短いため、地面からの反射が排除された。ローレンス・ジョンストンがプロジェクトエンジニアを務め、ギルフィラン・ブラザーズがセットを製造した。[ 137 ]
1943年にイギリスで実地試験された単一のMark Iシステムは成功を収め、すべての戦域から要求が寄せられた。Mark IIIが登場するまでに、乗組員は2,000回以上の盲目着陸を成功させていた。 [ 137 ]このシステムは、ドイツから損傷して帰還する多数の爆撃機を救った。GCAは硫黄島、レイテ島、沖縄、その他の太平洋基地で運用され、硫黄島の施設は日本への空襲から帰還する数機のB-29を救った。[ 138 ]
このシステムの最大の功績は戦後に明らかになった。 1948年から1949年のベルリン封鎖中、悪天候が続く中で着陸を処理できるGCAがなければ、都市への物資供給のための継続的な飛行は不可能だっただろう。[ 139 ]世紀末になっても、地上管制アプローチは世界中の空港で管制塔による着陸支援に引き続き使用されていた。[ 139 ]
真珠湾攻撃後の数ヶ月間、西海岸への日本軍の空襲が起こりそうになった時、アルバレスは長距離早期警戒用の高出力マイクロ波レーダーを考案した。マイクロ波早期警戒装置は、既存のメートル波システムの探知範囲と、マイクロ波だけが提供できる解像度と低高度カバー範囲を組み合わせるものであった。[ 140 ]
中心的な革新は、300 キロメートル先の航空機を探知できる新しいアンテナでした。幅25 フィート (7.6 m)の放物面円筒反射鏡は、106 個のダイポールの直線アレイによって給電され、わずか 0.8 度の幅のビームを生成しました。[ 141 ]初期のアレイは強いサイドローブを放射し、主ビーム軸から数度ずれた航空機でも、真正面にいるかのように認識される可能性がありました。[ 142 ] 1942 年 5 月、アルバレスは既存のダイポールの間に 2 組目のダイポールを挟み込むことで間隔を半分にし、次に交互の要素の向きを反転させて、すべてが同位相で放射するようにして、不要なローブを抑制しました。この配置は、戦後、空港捜索レーダーの標準となりました。[ 143 ]システム全体の重量は66 トン (66,000 kg)で、輸送には 8 台のトラックが必要でした。[ 141 ]
ゼネラル・エレクトリックは1943年の夏に100セットの量産注文を受けたが、納入は1945年初頭まで見込まれていなかった。MEWを早く戦闘に投入するため、研究所は緊急措置として5セットを手作業で製造することに同意し、これらが戦時作戦に使用できる唯一のユニットとなった。[ 144 ]
最初の急造セットは1944年1月にデボン州スタートポイントに到着し、イギリスの南海岸沿いの戦闘機管制局の連鎖が完成した。[ 145 ]設置後まもなく、管制官は大西洋上270キロメートルで編隊を探知した。それは14機のB-17爆撃機と140人の乗員で、迷子になり不時着水準備をしていた。航空機の航続距離外の局に電話をかけたところ、管制官は爆撃機を帰還させることができた。[ 146 ]
6月5日から6日の夜間に行われたDデイ作戦中、スタートポイントMEWはブレスト半島沖で戦闘機の哨戒を維持し、戦闘爆撃機を目標に誘導し、ドーバー海峡で撃墜されたパイロットの救助を支援した。[ 145 ]これらの直接的な役割に加えて、各戦術航空司令部はMEWを中心にレーダー管制ネットワークを構築し、MEWは攻撃航空攻撃と防御哨戒の両方を誘導する中心的な要素として機能した。[ 147 ]
3番目のセットは1944年5月の最初の2週間で移動式構成に改造され、アンテナと電子機器はBBRLの支援を受けて第9空軍の人員によって17台の車両に分散配置された。[ 148 ]移動式MEWは侵攻から6日後にオマハビーチに上陸し、進軍する軍隊とともにフランスに向かった。 [ 149 ] V-1攻撃が始まると、イギリスのMEWはヘイスティングスに移動し、他のどのレーダーよりも20マイル以上も遠く130マイル先で飛来する爆弾を探知し、ダイバー作戦の迎撃機に重要な数分を提供した。[ 150 ]
地中海では、コルシカ島のキャップ・コルスに設置されたMEWが、1944年6月のエルバ島侵攻と、同年8月の南フランス侵攻をカバーした。[ 151 ]
ハップ・アーノルド司令官はヨーロッパでの緊急の必要性にもかかわらずMEW No.4をサイパンに送ったが、戦域司令官たちはその設置にほとんど関心を示さなかった。ヘイウッド・ハンセル准将は硫黄島が占領された後にセットを温存することを好み、太平洋地域で最終的な権限を持つ海軍は既存の防空で十分だと考えていた。[ 152 ]セットは数ヶ月間、仮設の補給物資集積所の木箱の中に放置されていた。11月27日の夜、イズリー飛行場の建設灯がまだ点灯している間に、日本の爆撃機が既存のレーダー網の下をすり抜けた。[ 152 ]その結果の攻撃でB-29が11機破壊され、さらに8機が深刻な損傷を受け、45人のアメリカ人が死亡した。[ 153 ]ニミッツ提督は12月3日にMEWを最優先で設置するよう命じたが、セットが稼働したのは最後の日本軍の爆弾がサイパンに投下された後だった。公式の歴史家たちはこの「不名誉な」遅延を指揮系統の分裂によるものとした。[ 154 ]
シービー隊はタポチャウ山にブルドーザーで道を作り、レーダーサイトを作るために3,000ポンドの爆薬で山頂を取り除いた。[ 155 ] MEWは1944年の大晦日に最初の信号を受信し、1945年1月3日に150マイルの空襲を探知して追跡して迎撃し、完全に運用可能になった。[ 155 ]オービル・アンダーソン少将は「MEWの探知範囲内では、私の戦闘機1機は探知範囲外の2機に匹敵する」と述べた。[ 156 ]
艦載捜索レーダーは水平線の向こう側を視認できなかった。日本のパイロットはこの制約を利用し、長波捜索レーダーのビームの下を低空でアメリカの機動部隊に接近した。1944年には、この技術によって特攻攻撃が可能となり 、艦隊のレーダー探知範囲の拡大が海軍の最優先課題となった。[ 157 ]
解決策は、レーダーを地平線の向こう側が見えるほど高い高度を飛行する航空機に搭載することだった。軍種間委員会は1942年6月にそのようなシステムを推奨していたが、優先順位の競合により、特攻の脅威が現れるまで取り組みは控えめなものにとどまっていた。1944年2月、航空局はNDRCに正式にプロジェクト・キャデラックの設立を要請した。このプロジェクトは、実験装置がテストされたメイン州の山にちなんで名付けられた。 [ 158 ]ジェローム・ウィーズナーが研究所でこの取り組みを主導した。[ 159 ]
このプロジェクトでは、数種類の電子機器を機能する「システム」に統合する必要がありました。この「システム」という言葉は、工学分野で現代的な用法を取り始めていました。[ 160 ] TBM-3雷撃機は、 2,300ポンドの機器を搭載できるように再設計されました。アンテナを収容する8フィートの球状レドームが機体の車輪の間に取り付けられ、ボールターレット、装甲、武装は取り外されました。 [ 158 ]レーダーは10センチメートルで動作し、最大出力は1メガワットでした。テレビ中継リンクによってレーダー画像が艦上の戦闘情報センターに送信され、そこでオペレーターは広範囲の航空機を監視することができました。[ 160 ]
キャデラックは研究所史上最大の事業となった。11部門のうち9部門が貢献した。1945年夏のピーク時には、全技術スタッフの時間の約20%がキャデラックに費やされ、160名の海軍士官と下士官兵も参加した。[ 158 ]このプロジェクトのための外部からの直接購入は、5年間の活動期間全体を通して研究所の総支出の12%を占めた。[ 161 ]
最初の量産システムは、最初の要求から13か月後の1945年3月に納入された。空母USSレンジャー での試験により、このシステムの価値が実証された。高度500フィートで飛行する単機の航空機は45～70マイルの距離で探知でき、これは当時の最高の艦載システムのおよそ2倍の探知距離であった。駆逐艦は高度20,000フィートの航空機で200マイルの距離で探知でき、6倍の性能向上となった。[ 162 ]
キャデラックは戦争の結果に影響を与えるには遅すぎた。1945年6月、最初のシステムが艦隊に到着すると、海軍は第2バージョンを要求した。キャデラックIIは戦闘情報センターを4発エンジンの爆撃機に搭載し、艦船の必要性をなくした。[ 163 ] 1945年10月までに17のシステムが納入された。このプロジェクトは空中早期警戒管制システム（AWACS）の直接の前身となった。[ 159 ]
1942年から1943年の冬、ドイツのUボートはイギリスの大西洋における生命線をほぼ断ち切った。ウルフスパックと呼ばれる潜水艦の船団は夜間に船団を襲撃し、高速で浮上して追跡と逃走を行った。既存の長波レーダーは浮上した潜水艦を探知できたが、メートル長の波はUボートの受信機も作動させ、航空機が到着する前に潜航するよう乗組員に警告を与えた。[ 113 ] 1943年3月の最初の20日間で、Uボートは95隻の連合国船舶（50万トン以上）を沈没させたが、連合国が破壊した潜水艦はわずか12隻で、ドイツの月間生産量の半分にも満たなかった。[ 164 ]
マイクロ波レーダーは状況を一変させた。研究所の10センチメートルASV（対水上艦艇）装置は、Uボート受信機が接近する航空機を警告する前に浮上した潜水艦を探知した。ドイツの技術では、より短い波長はまだ探知できなかった。SGレーダーは護衛艦艇にも同様の能力を提供し、方位と距離が一目でわかる平面位置指示器に目標を表示した。[ 118 ] 1943年3月末、追加燃料タンクとマイクロ波レーダーを装備し、ロランで航行するリベレーターは、イギリス、アイスランド、ニューファンドランド間のシャトルサービスを確立し、ウルフパックが沿岸基地の航空機の到達範囲外で活動していた大西洋中央部の空白地帯を埋めた。[ 165 ]戦争終結までに、ロラン局は地球表面の約30パーセントをカバーし、75,000機の航空機と水上艦艇にサービスを提供した。[ 166 ]
1943年5月、連合国は41隻のUボートを撃沈し、45隻の商船を失った。これは2か月前には考えられなかった比率である。[ 167 ]カール・デーニッツ提督は5月24日に北大西洋から潜水艦を撤退させた。[ 167 ] Uボートに対してはさまざまな新兵器が使用されたが、イギリス海軍史家のスティーブン・ロスキルは後にセンチメートル波レーダーが「夜間や視界不良時でも攻撃を可能にしたため、他のすべての成果の中で際立っている」と評価した。[ 168 ]
第八空軍の戦略爆撃作戦は、単純な問題に直面した。それは天候である。ドイツ上空の雲は絶えず厚く覆っていた。ロンドンとベルリンを結ぶ回廊地帯は、平均して3日ごとに激しい嵐に見舞われた。[ 169 ] 1942年から43年の冬の間、重爆撃機は月に1日か2日しか作戦行動できなかった。[ 170 ]
イギリスは、スコープ上に地形を表示する10センチメートルのレーダーH 2 Sを開発し、爆撃機が曇天でも航行して兵器を投下できるようにした。放射線研究所は、解像度が高く、ドイツの探知装置に耐性のある3センチメートル版のH 2 Xを開発した。 [ 171 ] 1943年11月3日、H 2 Xを搭載した9機のB-17パスファインダーが60機の爆撃機を率いてヴィルヘルムスハーフェン港を攻撃した。この目標は、それまでの8回の目視による攻撃で完全に外れていた。[ 170 ] [ 172 ]
H 2 X は作戦のテンポを速めた。1943 年 11 月には、どの日の天気予報もドイツへの目視攻撃を正当化するものではなかったが、第 8 爆撃隊はドイツの目標を 9 回攻撃した。[ 173 ] 12 月には、第 8 爆撃隊はそれまでのどの月よりも多くの爆弾を投下し、初めて RAF 爆撃機軍団の総投下量を上回った。[ 173 ]年末までに、当初の 12 機の H 2 X 機はアメリカの爆撃任務の 90 パーセントを先導し、1943 年最後の 2 か月に H 2 X で投下された爆弾の総量は、1 年間の目視による投下総量を上回った。[ 170 ] 1943 年 10 月中旬から 1944 年 2 月中旬にかけて、陸軍航空隊の公式史には、「イギリスからの昼間戦略爆撃の物語は、本質的にはレーダー爆撃の実験の物語である」と記されている。[ 169 ]
H2Xの精度は精密爆撃の基準からすると低く、円形誤差確率は約2マイルだった。[ n 15 ] [ 175 ]しかし、航空計画担当者は「精度が多少劣っていても、優先度の低い目標を頻繁に爆撃する方が、全く爆撃しないよりはましだ」と結論付けた。[ 169 ]ジェームズ・ドゥーリトル将軍は限界を認めつつも、より優れた装備を待つよりも「10機分の任務を100機で遂行する」覚悟で臨んだ。[ 175 ]
戦略爆撃が石油に向けられると、レーダーは不可欠であることが証明された。1944年6月8日、カール・スパッツ将軍は、ドイツへの石油供給を阻止することを主要な戦略目標とするよう命じた。この命令は終戦まで有効であった。[ 176 ]ドイツ軍の防衛側は煙幕で応戦し、製油所の目視爆撃を「ほぼ不可能」にした。[ 177 ]第15空軍はH2Xに頼って人工煙幕を通してプロイェシュティ製油所を攻撃し、最終的に20回の昼間作戦を実施して、ドイツ軍に推定180万トンの原油供給を阻止した。[ 178 ] 1944年9月までに、ドイツの石油生産量は作戦前の水準の23%にまで低下し、ドイツ軍の手に残っていた91の施設のうち、フル稼働していたのはわずか3つだった。[ 179 ]
MEW用に開発されたリニアアレイアンテナは、イーグル（AN/APQ-7）というブラインド爆撃レーダーにも応用された。イーグルは16フィートのバージョンを使用してビーム幅を0.4度にし、個々の都市ブロックを識別できるほど狭くした。競合する優先事項や、この型破りなアンテナに対する懐疑論によって開発が遅れたため、イーグルはヨーロッパでの大規模な使用には間に合わなかったが、太平洋ではB-29の全飛行隊に搭載された。1945年7月6日～7日、イーグル搭載機は丸善製油所の95%を破壊し、ルメイ将軍はこの攻撃を「この部隊によるこれまでで最も成功したレーダー爆撃」と呼んだ。[ 180 ] [ 181 ]
1941年当時の既存の対空システムは、サーチライトで目標を照らし、人間のオペレーターが目標を追跡するという方式だった。このプロセスは遅く不正確で、爆撃機が対空砲火に突っ込むことを期待して砲は静止砲火を浴びせていた。[ 182 ]ドイツ軍のチャフとジャミングにより、長波射撃管制レーダーはほとんど役に立たなくなった。[ 183 ]
研究所の物理学者たちは、より野心的な提案をした。並行して進められていたイギリスとカナダのプログラムは、既存の手動追跡にマイクロ波レーダーを追加することだけを目的としていたが、ルイ・リデナワーは完全自動システムを推進した。彼はイヴァン・ゲッティングやリー・ダベンポートを含むチームを結成し、人間の介入なしに目標をロックオンし、回避行動中も追跡するレーダーの開発に着手した。[ 182 ]
基盤となったのは円錐走査で、回転するアンテナビームが空間内で円錐をなぞる技術である。軸上のターゲットは一定の信号を返す。軸からずれると振幅の変動が生じ、サーボモーターがそれを補正に変換してレーダーを自動的に再調整する。[ 182 ]この概念をテストするために、チームはゼネラル・エレクトリックのB-29プログラムからサーボ駆動の砲塔を徴用し、プロトタイプをビル6の屋上ラボに設置した。地元の航空交通量が少なすぎて信頼できるテストターゲットが得られなかったため、ハーバード大学の地質学者デイブ・グリッグスが、敵をシミュレートするために、1時間10ドルで自身のラスコム航空機をケンブリッジ周辺で飛行することに同意した。 [ 184 ] 1941年5月31日、ダベンポートが後部座席で無線観測を行い、チームはレーダーによる航空機の自動追跡を初めて達成した。[ 185 ]
1942年2月にフォート・モンローでテストされた試作機は、対象物を0.06度以内、20ヤード以内の精度で特定した。[ 186 ]陸軍は1,200台以上を発注し、レーダーをSCR-584と命名した。[ 187 ]砲弾が着弾した際の目標位置を計算するベル研究所のM-9予測装置に接続されたこのシステムは、対空砲撃を変革した。約1,700セットが生産された。[ 188 ]
SCR-584の最も劇的な成功は、V-1飛行爆弾に対するものでした。1944年6月から、ドイツはロンドンに向けて数千発の無人兵器を発射しました。SCR-584は、砲弾の先端にある小型レーダーで、目標に近づくと爆発する近接信管と組み合わせることで、直撃の必要性をなくしました。[ 188 ]この組み合わせが実戦投入される前は、対空砲は戦闘機や阻塞気球に比べて劣勢で、迎撃されたV-1の4分の1以下しか破壊できませんでした。7月中旬に砲台が沿岸部に再配置されると、対空砲は戦闘機などの他の迎撃方法を凌駕し、6週間で1,286発の飛行爆弾を破壊しました。[ 189 ] V-1集中攻撃の最終日には、探知された104発の爆弾のうち68発を対空砲が撃墜しました。[ 190 ]
SCR-584は攻撃においても多用途であることが証明された。改良型は、パイロットが視認できない目標に戦術機を誘導した。英国放射線研究所で開発されたシステムでは、地上管制官が飛来する戦闘機を追跡し、無線で修正指示を送ることで、ほぼ確実に偽装された目標に戦闘機を誘導し、近接航空支援を悩ませていた目標認識の問題を解消した。[ 191 ] 1944年6月25日のデモンストレーションは、その有効性を劇的に証明した。マルバーン近郊の地点で、観衆は拡声器を通して管制官がタイフーン戦闘機のパイロットに無線で指示を出す様子を見ていた。カウントダウンがゼロになった瞬間、飛行隊長は120度旋回し、レーダー誘導のみで目標を特定し、観衆に向かって急降下した。[ 192 ]
運用改修された最初のSCR-584は7月9日にノルマンディーに到着した。[ 193 ] 1945年1月のアルデンヌ反攻作戦中、地面は雪に覆われ、味方と敵の区別がつかない状況で、MEWとSCR-584が連携して航空機に曇天を通してドイツ軍の装甲車両を攻撃するための航法制御を提供した。[ 194 ]
1945年までに、放射線研究所の研究プログラムは、ロラン航法ネットワークとともに、陸海空で使用できる約150種類のレーダーシステムを生み出した。[ 195 ]アルフレッド・ルーミスのNDRC公式要約報告書は、第14部門の研究開発に費やされた1ドルごとに、10ドル以上の軍事装備が生み出されたと推定している。[ 195 ]ドルの価値で測定すると、放射線研究所の設計による装備は、ピークの1944年に生産された12億ドルのアメリカのレーダーのうち6億4000万ドルを占め、総生産の半分以上、マイクロ波システムの大部分を占めていた。[ 196 ]戦争中、研究所で設計された装備は、米国がレーダーに費やした28億ドルの48パーセント、つまり約13億ドル（2025年換算で232億ドル）を占めた。[ 46 ]
同研究所は連合国のレーダー開発の唯一の源ではなかった。所長のデュブリッジは、同研究所の役割を過大評価しないよう警告し、「連合国のレーダー開発は、多数の研究、開発、製造センターで非常に大規模に進められた」と指摘した。[ 50 ]英国の電気通信研究所は空洞マグネトロンを提供し、H2Sのようなシステムを先駆的に開発した。ベル研究所は重要な部品の研究とシステムエンジニアリングに貢献した。このより広範な協力の中で、ラッド研究所の特筆すべき貢献は、その事業規模、新しいマイクロ波システムの急速な開発、包括的な技術文書、そして実験機器を戦闘で使用できるようにする現場活動に集中していた。[ 196 ]
放射線研究所は1945年12月31日に閉鎖された。最後の数ヶ月間、デュブリッジは、組織が解体されていく中でも、戦時中の研究から永続的な価値を引き出すための取り組みを組織した。[ 197 ]
研究所の技術的知識は、ルイ・リデナワーが編集し、マグロウヒル社が1947年から1953年にかけて出版した全28巻のMIT放射線研究所シリーズにまとめられた。ラビは1944年秋にこのプロジェクトを開始し、体系的な文書化がなければ「この技術すべてを知っているのはベル電話研究所だけになる」と懸念していた。[ 197 ] OSRDは、研究所閉鎖後も独立して運営される出版局の資金として50万ドルを確保し、約250人のスタッフが著者や編集者として残った。このシリーズは連邦資金で制作されたため、契約ではすべての印税が米国財務省に返還され、出版社の著作権は出版日から10年間に限定され、その後は技術的内容はパブリックドメインになった。[ 198 ]ラビはこの完成した事業を「七十人訳聖書以来最大の偉業」と評した。[ 199 ] [ 200 ]物理学者のルイス・ブラウンは、個々の巻がほぼすべての電子工学者や実験物理学者の書棚に一世代以上にわたって見られることを指摘した。[ 46 ]
MIT自体では、NDRCは放射線研究所の閉鎖直後に基礎研究部門を設立し、マイクロ波周波数における物質の電磁特性に関する基礎研究を継続した。1946年7月1日、この部門は、物理学と電気工学を結びつける学際的なプログラムである新しい電子工学研究所（RLE）に吸収され、ジュリアス・ストラットンが指揮し、研究所の20号館に設置された。その傍らに原子力科学工学研究所が設立された。[ 201 ]統合軍電子工学プログラムからの無制限の資金援助を受け、100万ドル相当の放射線研究所の余剰装置を備えたRLEは、26人の元研究所職員で始まり、すぐにマイクロ波分光法、電子計算、原子時計の主要センターとなった。[ 202 ]
1951年、MITはRLEのレーダーとデジタルコンピューティングの専門知識を直接基盤として、防空システムの開発を行うリンカーン研究所を設立した。戦争の最終年に放射線研究所の飛行試験が行われたハンスコム空軍基地に隣接するリンカーン研究所は急速に成長し、職員数は2000人、年間予算は2000万ドル近くに達した。[ 203 ]最初の主要プロジェクトであるSAGE防空ネットワークは、マンハッタン計画以来最大の軍事研究開発事業となり、最終的に80億ドルの費用がかかった。[ 203 ]
放射線研究所は、MITの物理学者ジョン・スレーターが「基礎研究と応用研究の相補性」と呼んだものを実証した。[ 204 ]スレーターは、学際的な環境で科学者とエンジニアが協力すれば、どちらか一方だけでは達成できないことをはるかに多く達成でき、そのような研究所は大学の伝統的な学部構造を補完すべきだと主張した。[ 205 ]
OSRDが先駆けて導入した戦時契約モデルは、戦後の大学研究を形作った。MITで確立されたパターンは他の場所でも再現され、海軍研究局（ONR）は、キャンセルされた調達契約から数百万ドルを引き出し、国立科学財団が存在する以前の学術研究の主要な後援者となった。1946年8月までに、ONRは81の大学と研究所に2400万ドル相当の177件の契約を発行した。[ 200 ]直接経費と間接費をカバーする費用償還契約と、発明の所有権を政府に与える簡略化された特許条項は、連邦政府の研究資金の標準的な特徴となった。[ 206 ] 1946年から1947年までに、MITの研究予算は830万ドルで、学術予算470万ドルをはるかに上回り、この関係は続いた。[ 204 ]スチュアート・レスリーは、軍事機関、防衛産業、研究大学からなるこの「黄金の三角形」が、予算をはるかに超えた形でアメリカの科学を再構築し、他の優先事項を犠牲にして軍事応用に向けて研究を振り向けたと主張している。[ 207 ]
放射線研究所は、戦後の研究の組織構造に広く影響を与えた。ブデリは、戦時中のアプローチを「学際的で協力的、そして精力的な」と特徴づけ、この働き方が戦後の大学、産業界、政府の研究所を形作ったと指摘した。[ 200 ]ダニエル・ケブレスは、放射線研究所とマンハッタン計画によって、若い物理学者たちが財政的な制約の少ない研究に慣れたと指摘した。放射線研究所では、スタッフは戦前であれば教員の長い審議が必要だった機器の発注書に署名するだけで済んだ。大学の管理者は、有能な科学者が重い授業負担、乏しい設備、そして低い給与に喜んで戻るとは考えていなかった。[ 208 ]
卒業生たちは、戦後の科学機関に放射線研究所の理念を持ち込んだ。ラビとノーマン・ラムジーは、1946年に東海岸の大学が共同で利用する施設としてブルックヘブン国立研究所を組織する際に、放射線研究所での経験を活かした。 [ 200 ]放射線研究所からは、ジュリアス・ストラットンとジェローム・ウィーズナーという2人の放射線研究所所長が輩出され、それぞれがMITの学長となった。ウィーズナーはケネディ大統領の科学顧問も務めた。 [ 209 ]研究所所長のデュブリッジは、 1946年にカリフォルニア工科大学の学長に就任し、23年間その職を務めた。[ 210 ]彼はトルーマンとアイゼンハワーの科学諮問機関に所属した後、1969年にニクソン大統領の科学顧問となった。[ 211 ]
ボストン地域は戦前は電子機器の中心地ではなかった。放射線研究所と小規模なハーバード無線研究所が、そこを電子機器の中心地へと変貌させた。[ 212 ] 2023年のアメリカ経済レビュー誌の調査によると、ミドルセックス郡では「戦争中に電子機器の特許が30倍近く増加」し、1960年の特許件数は戦前の10倍のままだった。[ 213 ]
ラッド研究所は、大学、政府研究所、企業のエコシステムを確立することで、ルート128テクノロジー回廊の起爆剤となったと評価されている。[ 213 ] RLEは最初の20年間で14社を生み出し、そのほとんどがマイクロ波エレクトロニクスとデバイスを専門としている。[ 214 ]リンカーン研究所はさらに多くのスピンオフを生み出した。1961年のボストンの銀行による調査では、地元の経済のシンボルとして繊維紡錘をホークミサイルに置き換えることが提案された。[ 215 ]
商用アプリケーションが急増した。レイセオン、ゼネラル・エレクトリック、ウェスティングハウスは、戦時中の設計を基にした船舶レーダーと航空交通管制システムを開発した。SGレーダーは戦後の航行システムの基礎となり、マイクロ波早期警戒レーダーは民間航空交通管制に影響を与えた。 [ 216 ]ロランは商用船舶と航空に採用され、戦争終結までに地球表面の約30パーセントをカバーした。[ 166 ]マイクロ波技術は、それまで存在していた無線チャネルの200倍以上を開放し、戦後の電気通信の拡大を可能にした。[ 217 ]
研究所の影響力は職員を通じて及んだ。研究所のメンバー数名は、主要な戦時研究センター間を移動した。ケネス・ベインブリッジ、エドウィン・マクミラン、ルイス・アルバレスらは、終戦前に放射線研究所とロスアラモス研究所の両方で働いていた。[ 46 ]最初の20名の職員のうち5名を含む10名の研究所メンバーが後にノーベル賞を受賞した。[ 218 ]
少なくとも2つのノーベル賞（核磁気共鳴とメーザー）は、戦時中のレーダー研究に直接由来している。[ 220 ]戦後、粒子加速器メーカーを経営していたデニス・ロビンソンは、戦後、放射線研究所での経験を話すと、「米国と英国の一流物理学者にとって『開けゴマ』のようなものだった」と気づいた。[ 221 ]この研究所は1990年にIEEEマイルストーンに指定された。[ 222 ]
