الاتصالات بين الجو والأرض

أصبح الاتصال بين الجو والأرض ممكنًا لأول مرة بفضل تطوير التلغراف الجوي ثنائي الاتجاه عام ١٩١٢، وسرعان ما تبعه الراديو ثنائي الاتجاه . وبحلول الحرب العالمية الثانية ، أصبح الراديو الوسيلة الرئيسية للاتصال بين الجو والأرض وبين الطائرات. ومنذ ذلك الحين، مكّنت أجهزة الإرسال والاستقبال الطيارين والمراقبين الجويين من تحديد الطائرات تلقائيًا، مما حسّن الأمن الجوي بشكل كبير. ومؤخرًا، بالإضافة إلى أنظمة الراديو وأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) المتطورة ، أحدثت الطائرات المسيّرة، أو الدرون، ثورة في المراقبة الجوية والقتال الجوي.

كانت بدايات الطيران صعبةً للغاية فيما يتعلق بالاتصال بين الطائرات والأرض. اعتمدت أطقم الصيانة الأرضية على لوحات ملونة وإشارات يدوية ووسائل بصرية أخرى. كان هذا فعالاً بالنسبة لأطقم الصيانة الأرضية، لكنه لم يُوفر أي وسيلة للطيارين للتواصل. في بداية الحرب العالمية الأولى، لم تكن الطائرات مُجهزة بأجهزة راديو، لذا استخدم الجنود فتحات كبيرة في لوحات التحكم لتمييز القوات الصديقة. كما استُخدمت هذه الفتحات كأداة توجيه لمساعدة الطيارين على العودة إلى المطارات الصديقة.

مع تطور التكنولوجيا، تمكنت الطائرات من استخدام أنظمة التلغراف لإرسال الرسائل بلغة مورس . تعتمد أجهزة التلغراف على مكبس لإكمال الدائرة الكهربائية. عند اكتمال الدائرة، تُرسل إشارة على شكل نقطة أو شرطة. وبضغط المكبس بنمط إيقاعي، يستطيع مشغل التلغراف تهجئة الكلمات، حيث يمثل كل تسلسل من النقاط والشرطات حرفًا معينًا في الكلمة. وبفضل هذه التقنية، تمكنت الطائرات من طلب نيران المدفعية بدقة والعمل كمراقبين متقدمين. ^{[ 1 ]}

في عام ١٩١٢، بدأ سلاح الجو الملكي تجاربه على "التلغراف اللاسلكي" في الطائرات. وكان الملازم بي تي جيمس رائدًا بارزًا في مجال الاتصالات اللاسلكية (الراديو) في الطائرات. في ربيع عام ١٩١٣، بدأ تجاربه على أجهزة الراديو في طائرة بي إي ٢ إيه. وقد ارتقى جيمس بعلم الاتصالات اللاسلكية في الطائرات إلى مستوى عالٍ من الكفاءة قبل أن يُسقط ويُقتل بنيران المضادات الأرضية في ١٣ يوليو ١٩١٥.

في أبريل 1915، كان الكابتن جيه إم فورنيفال أول من سمع صوتًا من الأرض عندما قال الرائد برينس: "إذا كنتم تسمعونني الآن، فستكون هذه أول مرة يتم فيها نقل كلام إلى طائرة أثناء تحليقها". وفي يونيو 1915، جرى أول بث صوتي من الجو إلى الأرض في العالم في بروكلاندز (إنجلترا) لمسافة حوالي 20 ميلًا (كان الاتصال من الأرض إلى الجو في البداية باستخدام شفرة مورس، ولكن يُعتقد أنه تم تحقيق الاتصالات الصوتية ثنائية الاتجاه بحلول يوليو 1915). ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} في أوائل عام 1916، بدأت شركة ماركوني (إنجلترا) إنتاج أجهزة إرسال/استقبال لاسلكية من الجو إلى الأرض، والتي استُخدمت في الحرب فوق فرنسا.

في عام ١٩١٧، ابتكرت شركة AT&T أول جهاز إرسال لاسلكي أمريكي جو-أرضي. اختبرت الشركة هذا الجهاز في مطار لانغلي فيلد بولاية فرجينيا، ووجدت أنه تقنية فعّالة. ^{[ ٥ ]} في مايو ١٩١٧، تواصل الجنرال جورج سكواير من سلاح الإشارة بالجيش الأمريكي مع شركة AT&T لتطوير جهاز لاسلكي جو-أرضي بمدى ٢٠٠٠ ياردة. وبحلول ٤ يوليو من العام نفسه، حقق فنيو AT&T اتصالاً ثنائي الاتجاه بين الطيارين والعاملين الأرضيين. ^{[ ٥ ]} سمح هذا للعاملين الأرضيين بالتواصل مباشرة مع الطيارين باستخدام الصوت بدلاً من شفرة مورس. على الرغم من أن عددًا قليلاً من هذه الأجهزة استُخدم في الحرب، إلا أنها أثبتت أنها تقنية فعّالة وقيمة تستحق التطوير والتحسين، ولذلك تم تركيب هذه التقنية في طرازات لاحقة من الطائرات ذات السطحين في مهابط الطائرات في فرنسا عام ١٩١٩. ^{[ ٦ ]}

بعد الحرب العالمية الأولى، طُوّرت تقنيات جديدة لزيادة مدى وكفاءة أجهزة الراديو المستخدمة للتواصل مع الطائرات في الجو. إلا أنه لم تصبح أجهزة الراديو المحمولة جواً موثوقة بما يكفي وذات قدرة كافية لتكون معياراً في جميع الطائرات إلا في عام ١٩٣٠. قبل ذلك، كانت الطائرات المخصصة لمهام الاستطلاع فقط هي التي تحتاج إلى أجهزة راديو. كان مدى تشغيل أجهزة الراديو يزداد بوتيرة أبطأ بكثير من المسافة التي تستطيع الطائرات قطعها. ونتيجة لذلك، كانت رسائل الطائرات تضطر للارتداد من مطار إلى آخر للوصول إلى وجهتها المقصودة. ومع ازدياد سرعة الطائرات، كان هذا يؤدي إلى وصول الطائرة إلى وجهتها قبل وصول رسالة وصولها.

في 15 نوفمبر 1938، تم إنشاء نظام اتصالات الخطوط الجوية للجيش (AACS)، وهو نظام اتصالات مباشر بين نقطتين، استخدمه سلاح الجو التابع للجيش. وقد مكّن هذا النظام المطارات العسكرية من البقاء على اتصال مع الطائرات طوال رحلتها. كما استُخدم لنشر تقارير الطقس والأوامر للطائرات العسكرية ، وللعمل كنظام مراقبة جوية لوصول ومغادرة الطائرات في المطارات العسكرية. ^{[ 7 ]} ومع تطور التكنولوجيا، توسعت أنظمة مثل نظام اتصالات الخطوط الجوية للجيش (AACS) وانتشرت في جميع أنحاء العالم، حيث طورت جيوش وخدمات مدنية أخرى أنظمتها الخاصة للتحكم الجوي.

شكّل تطوير الرادار في منتصف ثلاثينيات القرن العشرين تقدماً هائلاً في مجال الاتصالات بين الجو والأرض. فقد استُخدم الرادار لتتبع الطائرات في الجو وتحديد المسافة والاتجاه والسرعة، بل وحتى نوع الطائرة. وقد أتاح ذلك تحسين إدارة الحركة الجوية، فضلاً عن توفير أدوات مساعدة للطيارين في الملاحة. كما أثبت الرادار أنه أداة قيّمة في تحديد أهداف القاذفات. إذ كانت محطات الرادار على سواحل بريطانيا قادرة على توجيه شعاعين راداريين من موقعين منفصلين على الساحل نحو ألمانيا. ومن خلال محاذاة هذين الشعاعين ليتقاطعا فوق الهدف المنشود، كمدينة أو مصنع مثلاً، تستطيع القاذفة تتبع إحدى الإشارتين الراداريتين حتى تتقاطع مع الأخرى، وعندها تعرف متى تُسقط قنابلها.

استخدم سلاح الجو الملكي البريطاني جهاز الاستقبال/الإرسال R1155 /T1154 في معظم طائراته الكبيرة، ولا سيما طائرات أفرو لانكستر وشورت سندرلاند . أما الطائرات ذات المقعد الواحد، مثل سبيتفاير وهوريكين ، فكانت مجهزة في الغالب بجهاز TR1143. ومن الأنظمة الأخرى المستخدمة نظاما يوريكا وإس -فون ، اللذان مكّنا عملاء إدارة العمليات الخاصة العاملين خلف خطوط العدو من التواصل مع الطائرات الصديقة وتنسيق عمليات الإنزال وإسقاط العملاء والإمدادات. ^{[ 8 ]}

لا يزال الرادار يُستخدم كأداة لا غنى عنها في الاتصالات بين الجو والأرض. اليوم، تُراقب أبراج مراقبة الحركة الجوية في جميع أنحاء الولايات المتحدة كل طائرة في الجو. تحمل معظم الطائرات في الولايات المتحدة، وجميع الطائرات التجارية، جهازًا يُعرف باسم جهاز الإرسال والاستقبال (Trappender) . يعمل هذا الجهاز كأداة تعريف للطائرات، مما يسمح لأبراج مراقبة الحركة الجوية بالتعرف على هوية كل طائرة على الفور. يعمل الجهاز عن طريق التعرف على ترددات الرادار عند تفاعلها مع الطائرة. يستجيب جهاز الإرسال والاستقبال، عند تنبيهه بواسطة الرادار، بإرسال إشارة خاصة به إلى البرج، الذي يُحدد هوية الطائرة. يمكن استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال لتجنب الاصطدامات مع الطائرات الأخرى ومع الأرض.

تطورت الاتصالات بين الجو والأرض اليوم إلى درجة لم يعد فيها وجود الطيارين داخل الطائرة ضروريًا لقيادتها. تُعرف هذه الطائرات بالمركبات الجوية غير المأهولة، أو اختصارًا بـ UAVs. يستخدم الجيش الأمريكي أنواعًا عديدة من هذه الطائرات، منها بريداتور، وريبر، وجلوبال هوك. تُستخدم هذه الطائرات للمراقبة بالفيديو، ومؤخرًا في الهجمات الجوية الأرضية. تمثل هذه الطائرات ذروة الاتصالات بين الجو والأرض، إذ يمكن التحكم بها من قبل طيارين على بُعد آلاف الأميال، كما يمكنها اجتياز التضاريس الوعرة بأمان باستخدام رادارات مسح الأرض. وهي قادرة على بث فيديو عالي الدقة إلى المحطات العسكرية حول العالم. مع ذلك، لا تُستخدم جميع الطائرات بدون طيار لأغراض عسكرية، فبعضها مُجهز بأجهزة استشعار متطورة تُمكّنها من مسح الأرض. تُستخدم هذه الأجهزة في المسوحات الجغرافية لرسم خرائط الأرض والبحث عن رواسب النفط والمعادن.

على الرغم من مرور قرابة قرن على ابتكارات الاتصالات بين الجو والأرض، لا تزال العديد من التقنيات الأصلية المستخدمة للتواصل مع الأرض مستخدمة في الطائرات الحديثة. تُوجَّه الطائرات التي تهبط ليلاً إلى المدرج عبر سلسلة من أنظمة الإضاءة المعقدة. تُمكّن هذه الوسائل البصرية الطيارين من تحديد مواقعهم في ظروف انعدام الرؤية. كما يعتمد العسكريون بشكل كبير على الوسائل البصرية لتمييز أنفسهم عن العدو. تتضمن جميع بزات الجيش الأمريكي (ACU) ما يُعرف بعلامات الأشعة تحت الحمراء، والتي تتوهج بوضوح عند رؤيتها من خلال نظارات الرؤية الليلية، ويستطيع طيارو المروحيات الأمريكية التمييز بين الجنود على الأرض والعدو من خلالها. كما يستخدم كشافة الجيش الدخان الملون واللوحات ذات الألوان الزاهية وأضواء الأشعة تحت الحمراء الوامضة لتحديد مناطق الهبوط المناسبة للمروحيات.

• قناة الاتصال بين الجو والأرض
• فرقة موسيقية
• الملاحة الجوية
• توجيه الطائرات