Ein Experte erklärt: Ist PM Narendra Modi mit seiner Aussage zu Radar richtig?

Vor kurzem gab es eine Kontroverse über eine Erklärung von Premierminister Narendra Modi, die angeblich einen Zusammenhang zwischen Wolkenbedeckung und der Effizienz von Radar herstellte. Hier einige Fakten aus der Wissenschaft.

Modi sprach im Zusammenhang mit den Angriffen der indischen Luftwaffe auf Balakot. (Datei Foto)

Vor kurzem gab es eine Kontroverse um eine Erklärung von Premierminister Narendra Modi, die angeblich einen Zusammenhang zwischen Wolkenbedeckung und der Effizienz von RADAR herstellte. Er wurde für seine Aussagen kritisiert, die nach Meinung vieler keine wissenschaftliche Gültigkeit hatten. Wissenschaftler auf der ganzen Welt neigen dazu, die Regierungspolitik kritisch zu sehen, und Modi ist keine Ausnahme.

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Vergangene Woche hatte Modi in einem Interview gesagt: Das Wetter war am Tag des Luftangriffs nicht gut. In den Köpfen der Experten schlich sich der Gedanke ein, den Streiktag zu ändern. Ich schlug jedoch vor, dass die Wolken unseren Flugzeugen tatsächlich helfen könnten, den Radaren zu entkommen.

Hier einige Fakten aus der Wissenschaft:

Einfach ausgedrückt besteht ein Radar aus einem Sender, der Funkwellen in bestimmte Richtungen sendet. Die Signale werden von dem Ziel reflektiert, die verwendet werden, um ein Bild des Ziels zu erstellen. Bewegt sich das Ziel mit einer bestimmten Geschwindigkeit, kommt es zu einer Frequenzverschiebung des Signals, mit der sich die Zielgeschwindigkeit identifizieren lässt. Da das empfangene Signal knapp über dem Grundrauschen liegt, können eine Reihe von Faktoren das Radarsystem beeinflussen und Regen und Wolken können sicherlich das gemessene Signal beeinflussen.

Obwohl Funkwellen für Wetterbedingungen wie Nebel, Wolken und Regen transparent sind, können Änderungen der Wetterbedingungen die Streuung und die Gesamtausbreitung beeinflussen. Wir alle haben Telefonleitungen gesehen, die im Grunde Übertragungsleitungen sind, die verwendet werden, um Signale zu übertragen. Leerer Raum kann als eine Anordnung von Feldzellenübertragungsleitungen dargestellt werden, die eine physikalische Variable namens Impedanz aufweist, die den Signalfluss in gewisser Weise behindert. Diese Menge wird direkt durch den Brechungsindex des Mediums bestimmt. Für Vakuum beträgt der Brechungsindex für Radiowellen 1.

Für Radiowellen, die sich im Wasser ausbreiten, stiegen ihre Werte jedoch je nach Frequenz ungefähr um den Faktor 3 bis 10 an. Es zeigt einfach, dass das Vorhandensein von Feuchtigkeit in der Luft die Signalausbreitung im Weltraum beeinflussen kann.

Der Luftangriff zielte auf die Terrorcamps Jaish-e-Mohammad in Balakot ab.

Modi sprach im Zusammenhang mit den Angriffen der indischen Luftwaffe auf Balakot. Über die Frequenzbereiche, die die pakistanische Luftwaffe derzeit für ihre radargestützte Detektion nutzt, liegen nur sehr wenige Informationen vor. Radarbänder arbeiten jedoch im Allgemeinen über breite Frequenzbereiche.

Die Hauptbänder mit ihren Frequenzbereichen sind beispielsweise L (1-2 GHz), S (2-4 GHz), C (4-8 GHz), X (8-12 GHz), Ku (12-18 GHz ), K (18-27 GHz), Ka (27-40 GHz), V (40-75 GHz) und W (75-110 GHz), die für unterschiedliche Anwendungen verwendet werden. Das X (8-12 GHz) Band wird hauptsächlich für militärische Anwendungen wie die Lenkung von Raketen verwendet. Es wird X-Band genannt, da es lange Zeit eine geheime Band war, die im zweiten Weltkrieg weit verbreitet war. Ein typisches Flughafenüberwachungsradar, das die Position eines Flugzeugs im Terminalbereich erkennt, arbeitet mit 2,7 bis 2,9 GHz und 1,03 bis 1,09 GHz). Es kann eine Fläche von 96 km in einer Höhe von 25.000 Fuß abdecken.

Radare, die bei solchen Frequenzen arbeiten, werden durch Änderungen der Wetterbedingungen nicht wesentlich beeinflusst. Bei extremen Wetterbedingungen kann es jedoch schwierig sein, ein Kampfflugzeug zu erkennen, das mit sehr hoher Geschwindigkeit zoomt.

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Fünf von sechs ausgewiesenen Zielen wurden bei einem Luftangriff in Balakot getroffen: IAF-Überprüfung

Eine Reihe von Forschern haben Artikel zum Thema Dämpfung von Funkwellen durch Regen, Nebel und Wolken verfasst. Ein detaillierter Bericht der Rand Corporation für die US Air Force wurde bereits 1975 veröffentlicht. Demnach könnte die Dämpfung des Signals für eine dichte Wolke für das X-Band-Radar 0,1 dB/km betragen. Dies impliziert eine Signaldämpfung um den Faktor 10, wenn das Ziel 50 km von der Quelle entfernt ist. Bei einer Niederschlagsrate von 25 cm/h könnte sich die Dämpfung um den Faktor 10 erhöhen.

Nach Meneghini et al. (1986) ist die Signaldämpfung durch Wolken und Niederschlag ein ernstes Problem, das mit Millimeterwellenbetrieb in der Luft oder im Weltraum verbunden ist. Lhermitte (1990) schrieb im Journal of Atmospheric And Oceanic Technology, dass der Dämpfungskoeffizient bei 15 GHz 0,12 dB pro mm pro Stunde Regenintensität beträgt. Dies bedeutet, dass bei einer Regenintensität von 1 cm/h die Dämpfung der Signalleistung im Bereich von 1,2 dB oder ungefähr 31 % liegen kann. Für ein 30-GHz-Signal könnte die Dämpfung bei starkem tropischem Regen im Bereich von 30 dB (ein Faktor von 1000) liegen. Neben Regen kann blitzbasierte Streuung auch Radarsignale über kurze Zeiträume dämpfen, was Kampfflugzeugen neue Möglichkeiten eröffnen kann.

Tatsächlich wird die Dämpfung von Funkwellen häufig bei der Messung der Regenintensität und des Feuchtigkeitsgehalts verwendet. Unterhalb von 1 GHz ist die Dämpfung nicht so stark, aber starke Regenfälle, Wolken und Blitzeinwirkung können den Messprozess dennoch beeinträchtigen. Da ein Pilot in einem Flugzeug auch über Funkwellen mit der Bodenstation kommuniziert, muss jedoch gesagt werden, dass die Dämpfung auch ein Engpass für die Aufrechterhaltung einer nahtlosen Kommunikationsverbindung mit der Bodenstation sein kann. Das ist der Grund, warum viele Flugzeugunfälle bei schlechtem Wetter passieren.

Wenn das Ziel jedoch gut definiert ist, kann das Risiko abgewendet werden. In einem Krieg müssen viele riskante Entscheidungen getroffen werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Modis Aussage eine starke wissenschaftliche Grundlage hat, die durch bestehende Forschungen zu diesem Thema bestätigt werden kann. Das X-Band-Radar wird durch Regen, Wolken und Nebel und die damit verbundenen klimatischen Bedingungen erheblich abgeschwächt. Bei niedrigeren Bändern ist die Dämpfung weniger signifikant, aber in der Hochgeschwindigkeitskriegsführung können geringfügige Änderungen der Bedingungen eine enorme Hebelwirkung bieten.

(Der Autor ist Postdoctoral Associate am MIT. Er promovierte an der Cambridge University für seine Arbeiten zur Funksignalerfassung mit Mikrostrukturen. Er hat Artikel auf dem Gebiet des Elektromagnetismus und der Antennen in führenden Zeitschriften wie Physical Reviewer Letters, Transactions of the Royal veröffentlicht Gesellschaft und Annalen der Physik.)

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