เปิดตำนาน "Sound Locators" นวัตกรรมเสียงในยุคก่อนเรดาร์

จากยุคที่ยังไม่มีเรดาร์และเทคโนโลยีตรวจจับที่ซับซ้อน มนุษย์ได้อาศัย "เสียง" เป็นเครื่องมือสำคัญในการนำทางและตรวจจับภัยคุกคาม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงสงครามโลก อุปกรณ์ตรวจจับเสียง (Sound Locators) ได้รับการพัฒนาและใช้งานอย่างแพร่หลายทั่วโลก เพื่อช่วยในการระบุตำแหน่งของเรือ เครื่องบิน หรือแม้กระทั่งกองกำลังข้าศึก บทความนี้จะพาทุกท่านย้อนรอยประวัติศาสตร์ของนวัตกรรมเหล่านี้ ตั้งแต่จุดเริ่มต้นจนถึงยุคที่เรดาร์เข้ามาแทนที่ 

ย้อนกลับไปในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ก่อนสงครามโลกครั้งที่ 1 ศาสตราจารย์ Alfred M. Mayer จาก Stevens Institute of Technology ในนิวเจอร์ซีย์ สหรัฐอเมริกา ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ที่เรียกว่า "Topophone" จุดประสงค์หลักคือเพื่อช่วยให้เรือเดินทะเลสามารถนำทางในทะเลหมอกได้ง่ายขึ้น โดยเขาได้จดสิทธิบัตรอุปกรณ์นี้ในปี 1880 นับเป็นหนึ่งในภาพประกอบแรก ๆ ของอุปกรณ์ระบุทิศทางด้วยเสียง แม้จะมีสิทธิบัตรที่คล้ายคลึงกันมาก่อนในปี 1859 และ 1871 แต่ก็ไม่มีภาพประกอบให้เห็น 

เมื่อสงครามปะทุขึ้น นานาประเทศต่างตระหนักถึงศักยภาพของอุปกรณ์รับฟังเสียงในการทำสงคราม การพัฒนาจึงก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว

ในปี 1921 สหรัฐฯ เริ่มใช้อุปกรณ์ตรวจจับเสียงในการทหาร และในปี 1927 พลเรือเอก Harold Gardiner Bowen ได้ประดิษฐ์ "T3 Aircraft Sound Locator" ซึ่งเป็นอุปกรณ์ตรวจจับเสียงเครื่องบินรุ่น T3 ที่สามารถทำงานร่วมกับไฟฉายขนาด 60 นิ้ว เพื่อส่องสว่างเป้าหมายที่ตรวจจับได้ด้วยเสียง อุปกรณ์รุ่น "M2" ก็เป็นอีกหนึ่งรุ่นที่สามารถใช้ร่วมกับไฟฉายได้เช่นกัน อุปกรณ์เหล่านี้ถูกใช้งานเรื่อยมาจนกระทั่งเรดาร์เริ่มเข้ามามีบทบาทในช่วงหลัง

ในช่วงทศวรรษที่ 1930 กองทัพเนเธอร์แลนด์ได้พัฒนา "Air Reconnaissance Devices" ซึ่งเป็นอุปกรณ์รับเสียงแบบพาราโบลาที่ทำจากอะลูมิเนียม เชื่อมต่อกันด้วยแท่งโลหะ จุดเด่นคือมีเบาะลมปรับได้บริเวณหู เพื่อให้เข้ากับขนาดศีรษะของแต่ละบุคคล การพัฒนาต่อเนื่องมาหลายรุ่น โดยรุ่นที่ใหญ่ขึ้นจะมีประสิทธิภาพในการรับเสียงที่ดีขึ้น แต่ก็ต้องมีโครงรองรับจากด้านหลังเพื่อพยุงน้ำหนัก ในปี 1934 เนเธอร์แลนด์ได้ผลิตอุปกรณ์รุ่นปรับปรุงที่มีความแม่นยำสูงถึง 16 ชุด

ฝรั่งเศสก็เป็นอีกประเทศที่มีบทบาทในการพัฒนาอุปกรณ์ตรวจจับเสียง Jean Auscher ได้คิดค้นอุปกรณ์นำทางด้วยเสียงในปี 1960 สำหรับใช้ในพื้นที่ที่ไม่สามารถติดตั้งเรดาร์ขนาดใหญ่ได้ ส่วน René Baillaud ได้พัฒนาอุปกรณ์ในช่วงปี 1916-1918 ซึ่งกองทัพฝรั่งเศสได้นำมาใช้ในปี 1918 อุปกรณ์เหล่านี้มักประกอบด้วยจานรับเสียงขนาดใหญ่ที่มีแตรหลายตัว และสามารถเชื่อมต่อกับไฟฉายเพื่อระบุเป้าหมาย นอกจากนี้ Jean Perrin นักฟิสิกส์และเคมีชาวฝรั่งเศส (ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 1926) ก็ได้พัฒนาอุปกรณ์รับเสียงที่ซับซ้อน โดยรุ่นหลังสุดเป็นรูปหกเหลี่ยมมีแตรถึง 36 ตัว และต้องใช้ผู้ปฏิบัติงานถึง 3 คน ซึ่งต่อมาได้มีการปรับปรุงให้เหลือเพียง 2 คน

เยอรมนีได้พัฒนาอุปกรณ์ตรวจจับเสียงที่หลากหลายเช่นกัน ในปี 1917 มีการใช้อุปกรณ์ระบุตำแหน่งแบบเสียง/ภาพร่วมกัน เพื่อช่วยในการมองเห็นเครื่องบินหลังจากการระบุทิศทางด้วยเสียง อุปกรณ์ที่พัฒนาโดย Max Wertheimer ในปี 1915 ก็เป็นที่รู้จักกันดี และต่อมาได้มีรุ่นเชิงพาณิชย์ที่มีแตรสี่ตัว แต่อุปกรณ์นี้ไม่ประสบความสำเร็จเท่าที่ควรเนื่องจากแตรมีขนาดเล็กเกินไป

หนึ่งในอุปกรณ์ที่โดดเด่นของเยอรมนีคือ "Ring Horn Acoustic Locator" หรือ RRH ซึ่งถูกใช้โดยกองทัพเยอรมันในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 เพื่อค้นหาเป้าหมายทางอากาศในเวลากลางคืน RRH มีราคาถูกกว่าและผลิตง่ายกว่าเรดาร์ การใช้งานต้องใช้ผู้ปฏิบัติงาน 3 คน คือ ผู้ฟังทิศทาง ผู้ฟังความสูง และผู้บันทึกข้อมูล นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ฟังเสียงที่ออกแบบมาสำหรับปืนใหญ่ต่อสู้อากาศยานขนาดหนักอีกด้วย

ในปี 1936 ญี่ปุ่นได้เปิดตัวอุปกรณ์ตรวจจับเสียง "Type 90 Large Detector" ซึ่งเป็นแบบล้อเลื่อนขนาดใหญ่ และยังมีรุ่นเล็กกว่าคือ "Type 90 Small Detector" ที่มาพร้อมกับเครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์

สหราชอาณาจักรก็มีส่วนร่วมในการพัฒนานวัตกรรมเหล่านี้เช่นกัน ตั้งแต่อุปกรณ์ปริศนาที่คิดค้นโดย Rev J M Bacon ในปี 1898 ไปจนถึง "Sound Locator Mk 1" ที่ใช้ในช่วงปี 1914-1918 นอกจากนี้ในปี 1938 ยังมีการนำระบบตรวจจับเสียงแบบ 4 แตรมาใช้ โดยมี 2 แตรวางในแนวนอนและ 2 แตรวางในแนวตั้ง ซึ่งต้องใช้ผู้ปฏิบัติงาน 3 คนในการระบุตำแหน่งเครื่องบิน

สิ่งที่น่าสนใจคือการสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่เพื่อการตรวจจับเสียง เช่น กำแพงตรวจจับเสียงขนาด 30 ฟุตที่สร้างขึ้นในเคนต์ในปี 1928 และกำแพงขนาด 200 ฟุตในปี 1930 ซึ่งสามารถรวบรวมคลื่นเสียงและตรวจจับเครื่องบินได้ไกลถึง 20-30 ไมล์ 

จากนวัตกรรมที่ช่วยในการนำทางในทะเลหมอกไปสู่เครื่องมือสำคัญในสงครามโลก อุปกรณ์ตรวจจับเสียงได้สะท้อนให้เห็นถึงความพยายามของมนุษย์ในการประยุกต์ใช้ความรู้ด้านฟิสิกส์เพื่อแก้ปัญหาและตอบสนองความต้องการในแต่ละยุคสมัย แม้ว่าในที่สุดเทคโนโลยีเรดาร์ที่เหนือกว่าจะเข้ามาแทนที่ แต่ประวัติศาสตร์ของอุปกรณ์เหล่านี้ก็ยังคงเป็นพยานถึงความเฉลียวฉลาดและความไม่หยุดนิ่งในการสร้างสรรค์ของมนุษยชาติ