Mire használják a radart?
Fotó: Az időjárási ballonok, amelyek a légköri viszonyokat mérik, fényvisszaverő célpontokat hordoznak maguk alatt, hogy a radarjeleket hatékonyan visszaverjék. A fotó az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának jóvoltából készült.
A radar még mindig leginkább katonai technológiaként ismert. A repülőtereken vagy más földi állomásokon elhelyezett radarantennákat például a közeledő ellenséges repülőgépek vagy rakéták felderítésére lehet használni. Az Egyesült Államoknak van egy nagyon jól kidolgozott ballisztikus rakéták korai előrejelző rendszere (BMEWS) a közeledő rakéták észlelésére, három nagy radardetektorállomással: Clear Alaszkában, Thule Grönlandon és Fylingdales Moorin Angliában. A radart azonban nem csak a hadsereg használja. A legtöbb polgári repülőgép és a nagyobb hajók és hajók is rendelkeznek ma már radarral, mint általános navigációs segédeszközzel. Minden nagyobb repülőtéren van egy hatalmas radarantenna, amely segít a légiforgalmi irányítóknak a repülőgépek ki- és beléptetésében, az időjárástól függetlenül. Ha legközelebb egy repülőtér felé veszi az irányítótoronyra vagy annak közelébe szerelt forgó radartányérra figyeljen.
Elképzelhető, hogy látott már rendőröket, akik az út szélén radarokat használnak a túl gyorsan közlekedők kiszűrésére. Ezek egy kissé eltérő technológián, a Doppler-radaron alapulnak.Valószínűleg észrevette már, hogy a tűzoltóautók szirénájának hangmagassága csökkenni látszik, ahogy elhaladnak. Amikor a motor felénk halad, a sziréna hanghullámai gyakorlatilag összenyomódnak egy rövidebb távolságra, így rövidebb hullámhosszúak és magasabb frekvenciájúak – amit magasabb hangmagasságként hallunk.Amikor a motor távolodik Öntől, ez éppen fordítva működik, így a hanghullámok hullámhossza hosszabb, frekvenciája alacsonyabb, hangmagassága pedig alacsonyabb lesz. Így a sziréna hangmagassága érezhetően csökken abban a pillanatban, amikor a sziréna elhalad mellettünk. Ezt hívják Doppler-effektusnak.
A radaros sebességmérő fegyvereknél ugyanez a tudomány működik. Amikor egy rendőr radarnyalábot lő az autójára, a fém karosszéria egyenesen visszaveri a sugarat. De minél gyorsabban halad az autó, annál jobban megváltoztatja a sugárban lévő rádióhullámok frekvenciáját. A radarfegyverben lévő érzékeny elektronikus berendezés ezt az információt használja fel arra, hogy kiszámítsa, milyen gyorsan halad az autó.
Fotó: Radar akcióban: A Gatso sebességmérő kamera, amelyet Maurice Gatsonides autóversenyző talált fel, hogy az autósok tartsák be a sebességkorlátozást.A fotót az Explain that Stuff készítette a Think Tankben, Birminghamben, Angliában.
A radarnak számos tudományos felhasználási módja van. A Doppler-radart az időjárás-előrejelzésben is használják, hogy kitalálják, milyen gyorsan mozognak a viharok, és mikor érnek el valószínűleg bizonyos városokat. Az időjárás-előrejelzők radarsugarakat lőnek ki a felhőkbe, és a visszavert sugarak segítségével mérik, hogy milyen gyorsan halad az eső, és milyen gyorsan esik. A tudósok a vizibleradar egy formáját, a lidar-t (light detection andranging) használják a légszennyezés lézerrel történő mérésére. A régészek és geológusok radart irányítanak a talajba, hogy tanulmányozzák a Föld összetételét és megtalálják a történelmi jelentőségű eltemetett lelőhelyeket.
Fotó: Radar akcióban: Egy Doppler-radar készülék pásztázza az eget.
Fotó az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának jóvoltából.
Egyetlen helyen nem használják a radart, mégpedig a tengeralattjárók víz alatti navigációjának segítésére. Az elektromágneses hullámok nem terjednek könnyen a sűrű tengervízben (ezért sötét az óceán mélyén). Ehelyett a tengeralattjárók egy nagyon hasonló, SONAR (Sound Navigation And Ranging) nevű rendszert használnak, amely rádióhullámok helyett hangot használ a tárgyak “meglátására”. A tengeralattjárók azonban rendelkeznek radarrendszerrel, amelyet az óceán felszínén való mozgás közben (például a kikötőbe való be- és kihajózáskor) használhatnak.
Fotó: Sz: Egy geológus egy radarjeladót mozgat(kerékpárkerékre szerelve) a talajon, hogy tanulmányozza a Föld alatti összetételt. A mögötte ülő társa egy elektronikus kijelzőn értelmezi a radarjeleket.Ez a fajta talajradar (GPR) a geofizika egyik példája. A fotó az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának jóvoltából készült.
Ellenintézkedések: hogyan lehet kikerülni a radart?
A radar rendkívül hatékony az ellenséges repülőgépek és hajók felderítésében – olyannyira, hogy a katonai tudósoknak ki kellett találniuk valamilyen módszert a megkerülésére! Ha neked kiváló radarrendszered van, akkor jó eséllyel az ellenségednek is van. Ha te észreveszed az ő repülőgépeit, ő is észreveszi a tiédet. Tehát tényleg szükséged van olyan repülőgépekre, amelyek valahogy “elrejtőznek” az ellenség radarján belül anélkül, hogy észrevennék őket. A lopakodó technológiát éppen erre tervezték.Talán már látta az amerikai légierő baljós külsejű B2 lopakodó bombázóját.Az éles, szögletes vonalakat és a fémbevonatú ablakokat úgy tervezték, hogy szétszórják vagy elnyeljék a rádióhullámok sugarait, így az ellenséges radaroperátorok nem tudják észlelni őket. A lopakodó repülőgép ezt olyan hatékonyan teszi, hogy a radarképernyőn nem tűnik fel több energiával, mint egy kismadár!
Fotó: A B2-es lopakodó bombázó hátsó részén található szokatlan cikk-cakk alakzat egyike a rádióhullámok szórására tervezett számos jellemzőnek, így a repülőgép “eltűnik” az ellenséges radarképernyőkön. A lekerekített első szárnyak és a rejtett hajtóművek és kipufogócsövek szintén segítenek abban, hogy a repülőgép láthatatlan maradjon. Bennie J. Davis III fotója a US Air Force jóvoltából.
Ki találta fel a radart?
A radar a Telemobiloskop (néha franciául Télémobiloscope) nevű készülékre vezethető vissza, amelyet 1904-ben Christian Hülsmeyer (1881-1957) német villamosmérnök talált fel. Miután hallott egy tragikus ütközésről két hajó között, kitalálta, hogyan lehetne rádióhullámok segítségével segíteni, hogy rossz látási viszonyok között is láthassák egymást.
Artwork: Radar a radar előtt: Christian Hülsmeyer Telemobiloskopja több mint három évtizeddel megelőzte a radart, de lényegében ugyanaz volt a koncepció. Ez az alkotás Hülsmeyer egyik 1904-es szabadalmának rajzán alapul, amely bemutatja, hogyan lehet egy hajóra szerelt adó- és vevőkészüléket használni a közelben lévő más hajók észlelésére. A sugarak “Hertz-hullámok” – amit ma rádióhullámoknak neveznénk -, amelyek kardántengelyre szerelt készülékekből lövellnek ki, amelyek a tenger hullámzó mozgása ellenére mindig függőlegesek maradnak.
Bár sok tudós hozzájárult a radar fejlesztéséhez, a legismertebb közülük egy Robert Watson-Watt (1892-1973) nevű skót fizikus volt. Az első világháború alatt Watson-Watt a brit meteorológiai hivatalnak (az ország fő időjárás-előrejelző szervezetének) dolgozott, hogy segítsen nekik rádióhullámokat használni a közeledő viharok észlelésére.
A második világháborút megelőzően Watson-Watt és asszisztense, Arnold Wilkins rájöttek, hogy az általuk kifejlesztett technológiát az ellenséges repülőgépek közeledésének észlelésére is felhasználhatják.Miután bebizonyították, hogy az alapberendezés működik, a brit partvidék déli és keleti részén földi radardetektorok bonyolult hálózatát építették ki. A háború során Nagy-Britannia radarvédelme (Chain Home néven ismert) hatalmas előnyt jelentett a német légierővel szemben, és fontos szerepet játszott a szövetségesek végső győzelmében. Hasonló rendszert fejlesztettek ki ugyanebben az időben az Egyesült Államokban is, és 1941 decemberében még a Hawaii-szigeteken lévő Pearl Harbor fölött is sikerült észlelnie a japán repülőgépek közeledését – bár senki sem jött rá, mi a jelentősége a sok közeledő repülőgépnek, amíg az eszköztárba nem került.
