Az „őrült ludótól” a légtérellenőrző repülőkig

1940 augusztusában a német Luftwaffe repülői végrehajtották első támadásaikat Nagy-Britannia egén. Több mint 2500 repülőgépet tudott ezen a fronton bevetni, míg a britek csupán 600-at. Átfogó német támadás esetén kevés esély látszott arra, hogy a németek ne nyerjék el az ország feletti légifölényt. Volt azonban a briteknek egy titkos fegyverük, amellyel némileg kiegyenlítették az esélyeket: ez volt a radar.

Kezdeti sikerek

Robert Watson-Watt skót mérnök már néhány éve kísérletezett a rádióhullámokkal. Nem ő fedezte fel őket, de feltalált egy módszert, amellyel a hullámokat egy tárgyra tudta összpontosítani, azok pedig egy eszközzel érzékelhetően visszaverődtek róla, megadva a tárgy helyét és magasságát. Bizonyításképpen (és találmánya megfelelő kalibrálása érdekében) két kezdetleges radartorony között reptetett el egy repülőgépet több alkalommal. Felfedezésének köszönhetően rövid időn belül rádió adóvevő-tornyokhoz hasonló radarállomások épültek az ország keleti partján végig. Az állomások rendszere a „Chain Home” (kb. „hazai lánc”) nevet kapta.

Ezek a tornyok még nem a kör alakú, koordináta-rendszerben elhelyezett radarképet adták, amelyet a modern készülékek, hanem nyers adatokat közöltek, amelyeket a kezelőknek értelmezniük kellett, hogy megállapíthassák az ellenséges repülők helyzetét, magasságát és számát. A pontos kép érdekében továbbá össze kellett vetni a kapott adatokat egy másik toronyéval.

A folyamat körülményes volt: a radartornyok adatait egy erre kialakított szobában összesítették, ahol emberek jelölőket mozgattak a térképen, és egyesével kértek megerősítést, hogy az adott észlelés saját repülőt jelent-e, vagy sem. A módszert a népszerű táblás társasjátékról „őrült ludónak” nevezték, a szobákat pedig „szűrőszobáknak”.

Bármennyire körülményes is volt ez az eljárás, a britek nem tehették meg, hogy nem használják, mivel enélkül csupán öt perc reakcióideje maradt volna a légierőnek a német bombázók feltűnése esetén vadászrepülőit riadóztatni, ami közel sem lett volna elég idő a pusztítás megakadályozásához. A kezdetleges radaros érzékelés segítségével ezt az időt 30 percre növelték meg.

A radarállomások és a szűrőszobák kezelői az egyetlen olyan brit katonai erőből kerültek ki, amely nem harcolt vagy készült harcra aktívan ebben az időben: a WAAF-ből, (Women's Auxiliary Air Force), azaz a légierő női hadkiegészítő szárnyából. Ezek az ifjú hölgyek készek voltak bizonyítani elszántságukat bármilyen körülmények között, és még akkor is a helyükön maradtak, amikor állomásukat támadás érte.

A Luftwaffe parancsnoka, Hermann Göring azonban minden sikerük ellenére úgy gondolta, a brit radartornyok csupán egy kiterjedt blöff részei, és valójában jelentéktelenek – parancsba adta a német repülő egységeknek, hogy hagyjanak fel az ezek ellen intézett támadásokkal. Ez a lépés sokak szerint akár önmagában is megpecsételhette a Luftwaffe sorsát az úgynevezett angliai csatában, amely a németek első nagyobb veresége volt a második világháborúban.

Habár az Egyesült Államok erői is rendelkeztek radarral, az ő rendszereik nem voltak olyan fejlettek, mint a briteké. Erre jó példa az, hogy a hawaii Oahu szigetén egy radarkezelő észlelte 1941. december 7-én a Pearl Harbor felé közeledő hatalmas számú japán repülőgépet: öt mobil radarállomás üzemelt a szigeten, amelyek mindegyikét két-két újonc kezelte egy gyakorlat keretében.

Egy kivételével az összes üzemelő állomás már reggel 7 órakor befejezte tevékenységét, az egyik azonban egy kicsivel tovább üzemelt. A két újonc nem hitt a szemének, amikor észlelték a japán repülőgépek áradatát a szigetek felé közeledni – a képernyőn csupán egy nagy zavart láttak, megszámlálhatatlanul sok repülőgéppel –, és mivel a többi torony már nem üzemelt, megerősíteni sem tudták az észlelést.

Az újoncok eleinte nem merték bejelenteni a történteket, amikor azonban végre összegyűjtötték hozzá bátorságukat, a vonal másik végén lévő hadnagy nem hitt nekik, kezelői vagy gépi hibának felróva az észlelést. Mire a hadnagy rászánta magát a megerősítésre, a japán repülők a domborzat takarásába kerültek, és eltűntek a radarképről.

Az ezután történtek tükrében az amerikaiak is felismerték a radar fontosságát, és felgyorsították saját fejlesztéseiket. Ehhez érkezett a felbecsülhetetlen értékű brit találmány, a magnetron, amely ezerszeresére erősítette a radarjeleket, és lehetővé tette a kisebb tárgyak pontos követését is. A háború végére az amerikai radartechnika már több mint négy évvel a japánoké előtt járt: az amerikai hajók és repülőgépek sokkal nagyobb távolságból képesek voltak észlelni az ellenséget, míg a japánok azonos távolságból gyakorlatilag vakon harcoltak.

A második világháború előtt, 1934 és 1939 között egymástól többnyire függetlenül, meglehetősen nagy titkolódzás közepette nyolc ország fejlesztett radar jellegű rendszert: Nagy-Britannia, az Egyesült Államok, Németország, a Szovjetunió, Japán, Hollandia, Franciaország és Olaszország. Hozzájuk csatlakozott a háború folyamán Magyarország is. A korszak radarjainak azonban mindenhol megvoltak a korlátai, legfőképpen az, hogy egyetlen frekvencián üzemeltek. Ha egy radareszköz frekvenciája ismert, akkor bemérhető és blokkolható. A következő fejlesztés így az a radartípus volt, amely több frekvencián is képes működni.

Gyorsuló fejlesztések

A vietnami háború folyamán az Egyesült Államok erői egyre több repülőgépet veszítettek az ellenséges föld-levegő rakéták miatt. Ezeket a rakétákat a földön elhelyezett radarok segítségével irányították célra. Az amerikaiak több módszert is kipróbáltak az ellenséges radar összezavarására, például a célba vett repülőgép fedélzetéről a levegőbe eresztett fémforgácsfelhőt, végül azonban a radarjeleket követő rakéták váltak az eszköz kiiktatásának bevett módszerévé. Az ilyen rakétákat hordozó repülők, illetve küldetéseik kódneve „wild weasel” (vad menyét) lett.

A konvencionális hadviselésben ekkortájt vált általánossá, hogy amelyik oldal hatékonyabban semmisíti meg, illetve blokkolja az ellenség radaros érzékelőképességét, jelentős előnyre tesz szert, és nagy valószínűséggel kerül ki győztesként. Ennek megfelelően egyre fejlettebb radareszközök és egyre fejlettebb blokkolók kezdtek versenybe egymással, és kialakult az automatikus frekvenciaváltás is. Ez utóbbi egy algoritmus szerint, kívülről nézve véletlenszerűen választ frekvenciát a radareszköz számára, így hacsaknem ismeri az ellenség a pontos algoritmust, lehetetlen meghatározni, mely frekvenciára fog következőként kapcsolni a radar (egy számzár kombinációja kitalálásának is nagyobb a matematikai esélye), így mindenképpen időbe fog telni, mire újra blokkolhatóvá válik.

Az 1970-es és 1980-as években nagy léptékű fejlődésnek indult számítógépek jobb vizuális ábrázolását tették lehetővé a radarok által mért adatoknak, valamint maga a készülékek felbontása is nőtt – az óceán hullámait is érzékelni tudták, vagy egy bogár repülését követni – így az adatok minél gyorsabb értelmezése vált az elsődleges fókuszponttá. A sebesebb információfeldolgozásban kialakult verseny vezetett a többmódú radarok kifejlesztéséhez. Míg a korábbi eszközök kizárólag egyféle üzemmóddal rendelkeztek – úgymint célkövetés, tűzirányítás, időjárás-megfigyelés, vagy széles területen történő keresés –, az új típusok ezekre mind képesek voltak.

A következő mérföldkő az úgynevezett AESA radar volt, amely képes a rádióhullámokat több irányba kibocsátani anélkül, hogy az antenna forgatására lenne szükség. Konfigurációja miatt továbbá nehezebb blokkolni, mint a korábbi radareszközöket – ennek eredményeképpen gyakorlatilag az AESA vált mára a katonai sztenderddé világszerte.

A következő állomás a szilárdtest-technológia fejlődésének köszönhetően a teljesen digitális radar, azaz az olyan készülék, amelynek nem szükséges külső feldolgozóegységhez kiadnia az általa mért adatokat, hanem „házon belül” képes feldolgozni őket.

A legmodernebb radarok felé vezető úton fontos találmány volt még a szintetikus apertúrájú radar, amely magas felbontású képet képes készíteni valós időben azokból az adatokból, amelyekből korábban kép létrehozása akár napokig is eltarthatott. Az 1990-es években megkezdődött a repülőgépekre telepített radareszközök hálózatba kapcsolása, amely azonban felvetette a készülékek közötti adás-vétel rejtjelezésének problémakörét is. Az új félvezető anyagok, mint a gallium-arzenid és a gallium-nitrid lehetővé tették a hatékonyság növelését és a zaj csökkentését, ezzel együtt a radarantennák méretének csökkentését is. Egy olyan berendezés, amely az 1960-as években egy egész katonai objektumot igényelt volna, ma már egy repülőgépbe is beilleszthető – ez vezetett az AWACS légtérellenőrző repülőgépekhez is, amelyek a nukleáris kilövésekről vagy ellenséges csapatmozgásokról nyújtanak nagy távolságból korai figyelmeztetést.

A jelenleg fejlesztés alatt álló radarok kitűzött célja az, hogy egyszerre legyenek képesek több frekvencián üzemelni, továbbá hogy többcélúan, akár egy egész flotta összes radarjának képét egyetlen kijelzőre lehessen összegyűjteni valós időben, mindemellett oly módon rejtjelezve, hogy nem csupán a közölt adatok, de az azokat hordozó jel is titkosított legyen.