April, 1935: Britisches Patent für Radarsystem zur Luftverteidigung wird Robert Watson-Watt erteilt
Sir Robert Watson-Watt
Viele Wissenschaftler und Ingenieure trugen zur Entwicklung von Radarsystemen bei, die eine entscheidende Rolle für den Sieg der Alliierten im Zweiten Weltkrieg spielten. Radar (die Abkürzung steht für Radio Detection And Ranging) erkennt weit entfernte Objekte wie Flugzeuge oder Schiffe, indem es Pulse von Radiowellen aussendet und das reflektierte Signal misst. Einer der größten Radarpioniere war Sir Robert Watson-Watt, der das erste praktische Radarsystem entwickelte, das zur Verteidigung der Briten im Zweiten Weltkrieg beitrug.
Die grundlegenden Prinzipien, die für Radarsysteme benötigt werden, wurden in den 1880er Jahren festgelegt, als der deutsche Physiker Heinrich Hertz zum ersten Mal Radiowellen erzeugte und über sein Labor sendete. Er entdeckte, dass die unsichtbaren Wellen eine Form der elektromagnetischen Strahlung sind, und stellte fest, dass einige Materialien Radiowellen durchlassen, während andere sie reflektieren.
Radiowellen wurden schnell nutzbar gemacht. 1901 sendete der italienische Physiker Guglielmo Marconi die erste drahtlose Funkverbindung über den Atlantik. 1904 erfand der deutsche Ingenieur Christian Hülsmeyer ein grobes System, das mit Hilfe von Funkwellen verhinderte, dass Schiffe und Züge an nebligen Tagen zusammenstießen. Forscher der US-Marine entdeckten ebenfalls, dass sie mit Hilfe von Radiowellen Echos von Schiffen aufspüren konnten, aber ihre Erfindung wurde weitgehend ignoriert.
In den 1920er und 1930er Jahren wurde in den Vereinigten Staaten und anderswo weiter an frühen Radarerkennungssystemen gearbeitet. Doch der Wert der Technologie wurde in Großbritannien am deutlichsten, das durch deutsche Luftangriffe besonders verwundbar war.
Sir Robert Watson-Watt, ein Nachkomme des Dampfmaschinenpioniers James Watt, wurde im April 1892 in Brechin, Schottland, geboren. Er schloss 1912 sein Studium am University College in Dundee ab und arbeitete anschließend als Assistent bei Professor William Peddie, der seine Faszination für Radiowellen förderte.
Im Jahr 1915 hoffte Watson-Watt, für das Kriegsministerium arbeiten zu können, doch dort war keine geeignete Stelle im Bereich Kommunikation verfügbar, so dass er zum Meteorologischen Amt wechselte. Er wurde mit der Entwicklung von Systemen zur Erkennung von Gewittern beauftragt. Blitze ionisieren die Luft und erzeugen ein Radiosignal, das Watson-Watt aufspüren konnte, um die Position von Gewittern zu kartieren.
Wahrscheinlich ausgelöst durch Gerüchte, dass die Deutschen einen „Todesstrahl“ hergestellt hätten, bat das Luftfahrtministerium Watson-Watt 1934, eine solche Möglichkeit zu untersuchen. Das Luftfahrtministerium hatte bereits 1000 Pfund für denjenigen ausgelobt, der einen Strahl vorführen konnte, der ein Schaf auf 100 Meter Entfernung töten konnte. Watson-Watt kam zu dem Schluss, dass ein solches Gerät höchst unwahrscheinlich sei, schrieb aber eine Notiz, in der er seine Aufmerksamkeit auf „das schwierige, aber weniger aussichtslose Problem der Funkerkennung im Gegensatz zur Funkzerstörung“ richtete. Watson-Watt und sein Assistent führten einige Berechnungen durch und wendeten einige der Techniken an, die er auch bei seinen Arbeiten in der Atmosphäre verwendet hatte.
Im Februar 1935 demonstrierte Watson-Watt einem Ausschuss des Luftfahrtministeriums das erste praktische Funksystem zur Erkennung von Flugzeugen. Das Luftfahrtministerium war beeindruckt, und im April erhielt Watson-Watt ein Patent für das System und Mittel für die weitere Entwicklung. Schon bald nutzte Watson-Watt gepulste Radiowellen, um Flugzeuge in einer Entfernung von bis zu 80 Meilen aufzuspüren.
Kurz vor Beginn des Zweiten Weltkriegs errichteten die Briten ein Netz von Radarstationen entlang der englischen Küste, die auf Watson-Watts Entwurf basierten. Diese Stationen, bekannt als Chain Home, warnten die Royal Air Force erfolgreich vor herannahenden feindlichen Bombern und trugen dazu bei, Großbritannien in der Luftschlacht um England gegen die deutsche Luftwaffe zu verteidigen.
Chain Home-Radarstation
Das Chain Home-System funktionierte recht gut, aber es erforderte riesige Antennen und verwendete lange Wellenlängen, die die Fähigkeit, feindliche Flugzeuge genau zu orten, einschränkten. Tagsüber konnten die Kampfpiloten die feindlichen Bomber sehen. Doch schon bald begannen die Deutschen mit nächtlichen Bombenangriffen, so dass die Briten ein Radarsystem mit kürzerer Wellenlänge benötigten, das kompakt genug war, um es in Flugzeuge einzubauen.
Dies wurde möglich, als die britischen Ingenieure Harry Boot und John Randall Anfang 1940 das Hohlraummagnetron erfanden. Das Magnetron erzeugte eine Leistung von 400 hundert Watt bei einer Wellenlänge von etwa 10 Zentimetern, was ausreichte, um Echos von Flugzeugen zu erzeugen, die viele Kilometer entfernt waren.
Britannien verfügte nicht über die großtechnischen Produktionskapazitäten, um das Magnetron in Serie zu fertigen, so dass 1940 eine von Henry Tizard geleitete Mission das Magnetron heimlich in die Vereinigten Staaten brachte und die USA überredete, bei der Entwicklung und Herstellung des Geräts zu helfen. Das MIT-Strahlungslabor wurde eingerichtet und entwickelte sich schnell zu einem der größten Kriegsprojekte, das etwa 4000 Menschen beschäftigte. Die Forscher und Arbeiter dort stellten Serienversionen des Magnetrons her und entwickelten etwa 100 verschiedene Radarsysteme.
Deutschland und Japan erfanden ebenfalls eigene Radarsysteme, die jedoch im Allgemeinen weniger effektiv waren, und die Radarüberlegenheit der Alliierten wird manchmal für den Sieg im Zweiten Weltkrieg verantwortlich gemacht.
Nach dem Krieg wurden viele friedliche Verwendungsmöglichkeiten für die Radartechnologie gefunden. Heute ist die Flugsicherung auf Radar angewiesen, um Kollisionen von Verkehrsflugzeugen zu verhindern. Radar ist für die Wetterbeobachtung unerlässlich. Das Hohlraummagnetron wird heute zum Kochen von Speisen in Mikrowellenherden verwendet. Und viele Autofahrer wurden von Radarpistolen der Polizei bei Geschwindigkeitsüberschreitungen erwischt, darunter angeblich auch Sir Watson-Watt selbst.