Radarral a Holdig

 "A Holdat ott láttam elsétálni a torony mögött s azt kérdeztem a felnőttektől: Ha felmásznék a toronyra meg tudnám-é tapogatni a Holdat?"

Bay Zoltán, a radarcsillagászat atjya.Fotó: Wikipédia

Ezek a szavak Bay Zoltán száját hagyták el gyermekkorában, amikor már mindössze pár évesen áhítattal tekintett fel égi kísérőnkre. Talán ez a gyermeki kíváncsiság vezetett el odáig, hogy négy évtizeddel később,

1946-ban sikeres radarkísérletével, ugyan csak rádiójelekkel, de elérte a Hold felszínét.

Bay Zoltán azon magyar tudósok sorát gazdagítja, akiknek munkásságága hazánkban méltatlanul feledésbe merült. Számos kortársához hasonlóan ő is a tengerentúl alkotott és élte le élete felét, azonban a tudománytörténeti jelentőséggel bíró felfedezéseit és kísérleteit még itthon végezte.

Pedig könnyedén alakulhatott volna teljesen másként is az élete, a pályaválasztás előtt álló Bay ugyanis nem tudta eldönteni, hogy művészi, társadalomtudományi, vagy természettudományi szakmát válasszon.

Még szerencse, hogy példaképe, Eötvös Loránd a fizika felé terelte érdeklődését, különben most lehet, hogy egy középszerű festőként, vagy elsikkadt szociológusként emlékeznénk meg róla. Ezek helyett ma úgy emlegetik, mint a rádiócsillagászat atyját. Azonban hosszú út vezetett odáig, hogy ezt az elismerő címet elnyerje.

Diplomája megszerzése után Berlinben kapott kutatói állást, ahol már a Hold-radar kapcsán is végzett vizsgálatokat. Németországból hazatérve munkásságát a Budapesti Műszaki Egyetemen és a Tungsram Laboratóriumnál folytatta. Azonban nem csak a radarkísérlet köthető nevéhez, mint jelentős fizikai eredmény, hiszen több szabadalma is volt: nagyfeszültségű gázcsövek, fénycsövek és elektroncsövek kifejlesztése, elektrolumineszcenciára vonatkozó szabadalom, rádió-vevőkészülékek áramköreinek kifejlesztése, deciméteres rádióhullámú technika.

Ahogy számos nagy jelentőséggel bíró felfedezést, a Hold-radar kísérletek sikerességét is a háborúnak és a hozzá kapcsolódó haditechnikai fejlesztéseknek köszönhetjük. Magyarország belépése a második világháborúba maga után vonta annak a lehetőségét, hogy az ország területét bombatámadások fogják érni. Minden háborús országban, ellenséges és szövetséges oldalon egyaránt, azon gondolkoztak a tudósok, hogy hogyan lehetne a lehető legkorábban észlelni a légkörbe belépő ellenséges gépeket. Ez irányú kutatásait viszont mindegyik állam szigorúan titokban tartotta, így a Magyar Honvédségnek saját technológiát kellett kifejlesztenie. 1942-ben létrehozták az úgynevezett Bay-csoportot, amelynek feladata mikrohullámú kísérletek végzése, azaz egy radar kifejlesztése és a mikrohullámú hírközlés meghonosítása volt. A csapat tagja volt több neves kutató, például Simonyi Károly is.

A Bay-csoport két év alatt teljesítette a számára előírt feladatokat. Megoldották a mikrohullámú kommunikáció problémáját és 1944-re már olyan radar üzembe helyezésére került sor, amely több mint 60 kilométeres távolságból is észlelni tudta az ellenséges repülőgépeket, így a Székesfehérvár felé tartó bombázókat akár már Budapest fölött is észre tudták venni.

Bay ezután munkatársai elé állva a következőket mondta: „Meg fogjuk lokátorozni a Holdat!”. Az új kihívás nem csak a kutatókat csigázta fel, a honvédség is engedélyezte a fejlesztéseket. Újabb szűk két esztendő elteltével sikerült is véghezvinni ezt a bravúros kísérletet és csupán pár héten múlt, hogy ma nem úgy emlegetjük a csoport kutatóit, mint, akiknek először sikerült végrehajtani ezt a nem mindennapi mutatványt. Annak ellenére, hogy létét a háborúnak köszönhette a csapat, éppen annak viszontagságai hátráltatták folyamatosan a munkát. Az aktuális harci körülményekből fakadóan a csoport telephelyét és a kísérleti eszközöket nem egyszer kellett költöztetni.

Egy ideig Nógrádverőcén zajlottak a kísérletek, akkor még értékelhető eredmények nélkül. Ez nem is csoda, hiszen a körülmények nem voltak kielégítőek, például nem volt megfelelő az áramellátás. A front közelsége miatt nem sokkal később visszatelepítették őket az Egyesült Izzó újpesti gyárába.

A viszontagságok ezzel nem értek véget, a nyilasok hatalomátvételével a csoport legitimitását vesztette, a kutatók közül többeket besoroztak, a zsidó származásúak pedig életveszélynek voltak kitéve - többüket Bay élete kockáztatásával védelmezett. A háború lezárulásával sem javult a helyzet, a szovjet csapatok elfoglalták és kifosztották a gyárat, mindent elvittek, beleértve a radarkísérletekhez kifejlesztett eszközöket is.

Mindennek ellenére Bayt nem lehetett eltántorítani attól, hogy folytassa a munkát és 1946 február 6-n próbálkozásaikat siker koronázta. Csupán ekkor tudták meg, hogy pár héttel korábban amerikai kutatóknak már sikerült visszavert radarjeleket észlelni a Holdról, azonban a technika, amellyel Bayék dolgoztak számukra is unikális volt. Lássuk, hogyan vitték véghez honfitársaink a radarjelek észlelését.

A Hold-radar.

Lévén, hogy a rádiócsillagászat, mint fogalom ekkor még nem létezett, a csoport kutatóinak kellett letennie annak alapjait. Még több probléma is megoldásra várt, amelyek döntő mértékben befolyásolták a kísérlet sikerességét.

A legfontosabb megválaszolandó kérdések a következők voltak:

  • kijuthatnak-e egyáltalán a mikrohullámú jelek a világűrbe
  • milyen mértékben veri vissza a Hold a jeleket
  • hogyan terjednek ezek a jelek a térben
  • tudják-e észlelni őket a Földön?

Bayék mindegyik kérdést megválaszolták elméletben, a kérdés az volt, hogy sikerül-e ezeket a gyakorlatban is bizonyítani? Úgy gondolták, hogy 1 méter hullámhosszú jelek már akadálytalanul és veszteségmentesen áthaladhatnak a Föld ionoszféráján.

Mivel a földi felület visszaverő-képessége nagyjából 10%-s nagyságrendnek felel meg, a Hold esetén is ilyen értéket feltételeztek, elméletük szerint pedig a térben egyenletesen fog szétszóródni a visszavert jel. A visszaérkező jelek észlelése azonban már komolyabb problémát okozott. Ne feledjük, hogy a Hold földi léptékben mérve rendkívül messze, több mint 380 000 kilométerre kering tőlünk. Nem egyszerű áthidalni ezt a távolságot, ugyanis a jelek erőssége a távolsággal arányosan csökken. Az észlelés során keletkező jel/zaj arány ezek alapján 1/10-re becsülték, ami túl alacsony érték volt.

Ekkor jött Bay egy zseniális ötlettel, amely a jóval modernebb eszközökkel dolgozó amerikai kutatóknak is újdonság volt, miszerint összegezni kell a fogott jeleket, mindezt a jelek küldésének folyamatos ismétlésével elérve. A mikrohullámú jeleknek 2,5 másodpercre van szükségük ahhoz, hogy megtegyék a Föld-Hold-Föld távolságot. Ez alapján a kutatók 50 perces üzemidővel számoltak, amely alatt folyamatosan kell küldeni és raktározni a visszaérkező jeleket. Ezt az értéket úgy kapták meg, hogy 3 másodpercenként sugároztak egy jelet, ebből fakadóan 50 percre van szükség, hogy 1000 hasznosítható jelet el tudjunk raktározni.

Ez a megoldás azonban komoly kihívás volt ebben a korban, hiszen nem álltak rendelkezésre olyan eszközök (pl. számítógépek) amelyek ma ezt mindenféle nehézség nélkül meg tudják tenni. A megfelelő eszköz kifejlesztése Budincsevics Andor és munkatársa, Várbíró Emil nevéhez fűződik, akik egy úgynevezett hidrogén coulométert terveztek a jelek tárolására. Ezzel sikerült harmincszorosára növelni jel/zaj arányt.

Eleinte egy három méteres parabolaantennát használtak és fél méteres hullámhosszú jelekkel próbálkoztak, eredménytelenül. A háborús viszontagságok és az antenna szovjet elkobzása megakadályozta a további kísérleteket is. 1945-ben, amikor sikerült újraindítani a csoport munkáját, már egy honvédségtől beszerzett felderítő radarral próbálkoztak. Azzal is volt a probléma: annak a hullámhossza 2,5 méteres volt, ezért meg kellett növelni az antenna felületét. A konkrét Hold-radar kísérletek mellett vakpróbákat is kellett végezni, hogy legyen viszonyítási alap a sima zaj és a hasznos információ elkülönítéséhez.

Végül 1946. február 6-án a jeleket összegző coulométerben 4%-kal haladta meg a jelszint a pusztán csak a zaj érzékelésére felállított eszközben mért értéket.

Ezt Bayék már olyan magas értéknek könyvelték el, hogy sikeresnek nyilvánították a kísérletet. A Hold jelvisszaverő képességét helyben becsülték meg, mégpedig a kapott eredmények alapján.

Bay egyedinek számító találmányát, a jelösszegzés módszerét napjainkig alkalmazzák a rádiócsillagászatban. Tervei között szerepelt egy olyan óriási rádiótávcső kifejlesztése, amely nem állt volna másból, mint egy nagy földe ásott katlanból, amelyet fémmel burkolnak be. Megvalósítására azonban már nem került sor. Hiába győzködték és akadtak volna támogatói is, miután látta az Amerikában használt technológiát, úgy gondolta nem versenyezhet velük. Fenti ötlete viszont nem sikkadt el, az areciboi (Puerto Rico) rádiótávcső, ami kategóriájában a legnagyobb, ezen az elven épült meg.

Az Arecibo Obszervatórium 305 méter átmérőjű rádióteleszkópja.Fotó: Wikipédia

A siker és nemzetközi elismerések ellenére a politikai helyzet változásának hatására elhagyta Magyarországot és Amerikában folytatta munkásságát. Azonban soha nem felejtette el honnan indult, ezért zárásképpen álljon itt tőle egy idézet:

Sokszor hazalátogatok Magyarországra. Soha nem tagadtam, hogy magyar vagyok. Magyar maradok, amíg a Földön járok.

Bay Zoltán síremléke.Fotó: Wikipédia

Látos Tamás írása eredetileg honlapunkon jelent meg.

Népszerű
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.