Wenn Stürme aufziehen, prognostiziert es, ob Flugzeuge noch starten und landen können; über endlose Ackerflächen warnt es die Feldfrüchte vor ankommenden Schädlingen; in dunklen Tunneln kartiert es das Gewirr aus Felsen und Rohren unter unseren Füßen; und in schneebedeckten Bergen misst es die Tiefe der Verwehung, damit Vermesser Karten zeichnen können, die millimetergenau sind.
Jede dieser Szenen wird leise von Radar angetrieben. In den letzten Jahren haben chinesische Wissenschaftler eine Familie von selbst entwickelten Radargeräten entwickelt, die sowohl der Landesverteidigung als auch dem Alltag dienen und auf leise Weise die Art und Weise verändern, wie wir leben und arbeiten.
Hüter jeder Reise
Durch Nebel blicken, wenn menschliche Augen es nicht können
Für Reisende steht die Sicherheit an erster Stelle. Als treuer „Flugsicherheitswächter“ scannt Radar ständig den Himmel und erfasst die Position, Geschwindigkeit und den Kurs jedes Flugzeugs – selbst wenn die Sicht auf fast Null sinkt – und liefert den Piloten die Daten, die sie für eine sichere Landung benötigen.
Am internationalen Flughafen Beijing Daxing führt ein C-Band, voll digitales, aktives Phased-Array-Wetterradar – das erste seiner Art in der zivilen Luftfahrt – einen 40-Schichten-Volumenscan in 90 Sekunden mit einer räumlichen Auflösung von 75 m durch. Verteiltes Sende-Empfangs-Module erhöhen die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen von 600 h auf mehr als 3.000 h und verwandeln eine Nebeldecke in ein transparentes Zahlenblatt.
Die gleiche „Hyper-Vision“ rollt jetzt auf die Straße. Durch die Kombination von Laser-, Millimeterwellen- und optischen Kameras mit KI-gesteuerten Entscheidungs-, Pfadplanungs- und Szenensimulationsalgorithmen können selbstfahrende Autos weit über den menschlichen Horizont hinausblicken und sofortige Warnungen vor Straßenarbeiten, Rotlichtverstößen, kreuzendem Verkehr oder Fußgängern erhalten, die sich hinter geparkten Lastwagen verstecken.
„Wir haben auch ein Ultraschallradar gebaut, das die 0–10 m-Blase um das Fahrzeug herum überwacht“, sagt ein chinesischer Ingenieur. „Es ergänzt Millimeterwellen und Lidar, um einen geschichteten Sicherheitskokon zu schaffen, und es kümmert sich um die Vermeidung von Türkollisionen, die Überprüfung der Wattiefe und das automatische Parken. Bisher haben wir 20 Millionen Einheiten ausgeliefert.“
Erster Helfer, wenn eine Katastrophe droht
Die Flügel eines Heuschrecks aus Kilometern Entfernung zählen
Chinas neue meteorologischen Radargeräte – S-Band-Dual-Polarisations-Phased-Arrays, C-Band-Phased-Arrays und der Rest der Familie – können eine Gewitterzelle aufspüren, während sie sich noch bildet, und Warnungen Minuten früher als zuvor an Telefone und Kontrolltürme senden.
Aber Radar ist mehr als ein Wetterauge; es ist auch Röntgenblick. Bodenradar (GPR) arbeitet zerstörungsfrei und liefert zentimetergenaue Bilder von dem, was sich darunter befindet, egal ob es darum geht, eine Tunnelverkleidung zu überprüfen, das Grundgestein zu kartieren, einen Damm zu inspizieren oder nach einem Sinkloch unter einer Stadtstraße zu suchen.
Wenn Erdbeben Gebäude zum Einsturz bringen, sendet Lebensrettungsradar Ultra-Breitband-Impulse durch die Trümmer; die schwachen Reflexionen von Atmung oder Herzschlag werden aus dem Chaos gezogen und in Lebenszeichen auf einem Bildschirm umgewandelt, wodurch Rettungskräfte innerhalb der goldenen Stunde zu Überlebenden geführt werden.
Auch Landwirte haben einen neuen Verbündeten. Konventionelles Schädlingsaufspüren bedeutet, die Reihen mit einem Netz und einem Notizbuch abzugehen – langsam und immer zu spät. Chinas erstes hochauflösendes, Multi-Band-, Voll-Polarisations-entomologisches Radar blickt jetzt jede Nacht in den Himmel und misst die Flügelschlagfrequenz, die Körperlänge, das Gewicht, den Radar-Querschnitt und sogar die Kopfrichtung eines Insekts. Das Ergebnis ist die erste nationale Datenbank für Wanderpfade von Schädlingen, die die technische Grundlage für eine landesweite Frühwarnplattform bildet, die den Landwirten „morgen sprühen“ sagen kann, bevor eine einzige Motte landet.
Wohin Radar geht
Intelligenter, Multi-Band und – möglicherweise – Quanten
Die Radargeräte von morgen werden künstliche Intelligenz in Echtzeit mit Radio-Physik verschmelzen. Deep-Learning-Netzwerke werden Roh-Echos durchsuchen, jeden Kontakt sofort kennzeichnen – Frachter, Stealth-Drohne, Vogelschwarm – und vorhersagen, was jeder als Nächstes tun wird, während kognitive Engines Wellenformen im laufenden Betrieb neu abstimmen, um dem Jamming einen Schritt voraus zu sein.
Im Labor bewegen sich Quanten- und Terahertz-Radargeräte von der Tafel zum Prototyp. Ein in Nanjing gebautes Quantenverschränkungsradar hat bereits die Quantensignatur eines Stealth-Ziels in 200 km Entfernung erkannt. Sobald sie ausgereift sind, könnten solche Sätze die Regeln der Seekriegsführung und der Küstenverteidigung neu schreiben.
Von der Stratosphäre bis zum Meeresboden ist Radar zu einem Schild und Sensor für ein modernes China geworden. Während die Technologie weiterhin in Richtung größerer Autonomie, breiterer Spektren und Quantenhorizonten sprintet, wird das nächste Kapitel des Radars heute geschrieben – und es wird noch näher am täglichen Leben sein, als wir uns vorstellen können.
(Artikelquelle: Veröffentlicht in People's Daily)
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