Um eine Sache wirklich zu verstehen, müssen wir ihren Ursprüngen nachgehen. Dasselbe gilt für die Kommunikation über elektromagnetische Wellen – indem wir auf diese Geschichte zurückblicken, vertiefen wir unser Verständnis für die drahtlose Kommunikation, die uns heute überall umgibt.
Hertz war der Erste, der bewies, dass sich elektromagnetische Wellen durch die Luft ausbreiten können, doch er selbst glaubte nicht, dass diese Entdeckung einen praktischen Nutzen hatte. Es war Marconi, der dieses übersehene physikalische Phänomen aufgriff und von Grund auf, Schritt für Schritt, die Funkkommunikation zur Wirklichkeit machte.
I. Der Ausgangspunkt: Hertz' Experimente lesen, eine Idee nimmt Gestalt an
Marconi war ein junger Italiener in seinen frühen Zwanzigern, als er über Hertz' Funkenstreckenexperimente las: Der Moment der Entladung erzeugt elektromagnetische Wellen, die in der Ferne durch eine Empfangsschleife nachgewiesen werden können.
(Der Originalartikel enthält hier ein Bild.)
Zu dieser Zeit war die drahtgebundene Telegrafie bereits ausgereift, aber ihr großer Nachteil war offensichtlich: Drähte mussten gespannt werden, waren unmöglich über Berge und Meere zu verlegen, und die Leitungen neigten zum Reißen.
Marconi stellte eine kühne Hypothese auf: Da sich elektromagnetische Wellen ohne Drähte ausbreiten konnten, warum nicht den Morsecode der drahtgebundenen Telegrafie auf elektromagnetische Wellen laden, die Kupferdrähte weglassen und Telegrafiesignale durch die Luft senden?
Für viele Wissenschaftler der damaligen Zeit schien diese Idee undurchführbar. Viele Gelehrte glaubten, dass Fernkommunikation einfach unmöglich sei, da sich elektromagnetische Wellen geradlinig ausbreiten und die Erde gekrümmt ist.
II. Erste Experimente zu Hause (1895)
Marconi richtete seine Apparatur auf dem Dachboden seines Familiensitzes ein:
Zunächst betrug die Kommunikationsdistanz nur ein paar Dutzend Meter. Marconi experimentierte weiter und verfeinerte:
- Er fügte sowohl am Sender als auch am Empfänger Metallantennen hinzu und erhöhte sie;
- Er verband ein Ende des Senders mit dem Boden und nutzte die Erde als Rückweg;
- Er passte die Struktur des Metallpulver-Kohärers an, um die Empfangsempfindlichkeit zu verbessern.
Bald wuchs die Entfernung auf 2,7 Kilometer, und Signale konnten sogar über Hügel hinweg empfangen werden. Marconi hatte erfolgreich bewiesen, dass elektromagnetische Wellen Signale um Hindernisse herum tragen konnten.
III. Unterstützung suchen, Umzug nach Großbritannien
Marconi reichte seinen Vorschlag bei der italienischen Regierung ein, erhielt jedoch wenig Aufmerksamkeit. Im Jahr 1896 brachte er seine Versuchsausrüstung nach Großbritannien und beantragte ein Funkpatent.
Großbritannien hatte damals eine blühende maritime Industrie, doch Schiffe auf See hatten keine drahtgebundene Kommunikation – ein Schiff in Not konnte keinen Hilferuf senden – daher war die drahtlose Technologie dringend erforderlich. Marconis Patent wurde ohne Schwierigkeiten erteilt.
Bei einer öffentlichen Vorführung in Großbritannien erreichte er erfolgreich eine Kommunikation über mehrere Kilometer, gewann Investoren und gründete ein Funkunternehmen. Er verbesserte seine Geräte kontinuierlich weiter, und die Kommunikationsdistanz wuchs stetig.
Im Jahr 1899 gelang Marconi die Kommunikation über den Ärmelkanal, indem er ein Signal von Frankreich über 45 Kilometer Meer nach Großbritannien übertrug. Zu diesem Zeitpunkt hatte die drahtlose Telegrafie bereits echten praktischen Nutzen, und Schiffe begannen, Marconi-Funkgeräte zu installieren.
IV. Der Meilenstein: Transatlantische drahtlose Telegrafie (1901)
Damals herrschte die vorherrschende Ansicht, dass sich elektromagnetische Wellen geradlinig ausbreiten, und da die Erde kugelförmig ist, würden die Wellen nach einigen hundert Kilometern in den Weltraum hinausfliegen – was eine transatlantische Übertragung unmöglich machte.
Marconi bestand darauf, es zu versuchen. Er errichtete eine Empfangsantenne in Neufundland, Kanada, und baute eine Hochleistungs-Sendestation in Cornwall, England.
Am 12. Dezember 1901 empfing er erfolgreich ein über den Atlantik gesendetes Morse-Signal: den Buchstaben S (···).
Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit wurde eine drahtlose Kommunikation über einen Ozean ohne einen einzigen Draht erreicht.
Erst später verstanden die Menschen, dass elektromagnetische Wellen von der Ionosphäre in der Atmosphäre reflektiert werden und entlang der Erdkrümmung wandern. Marconi führte dieses großartige Experiment durch, ohne das Prinzip der Ionosphäre überhaupt zu kennen.
V. Spätere Anwendungen und Kontroversen
Marconis Radio verbreitete sich schnell, und eine große Anzahl von Hochseeschiffen installierte Funkstationen. Die berühmte Titanic nutzte Marconi-Funk, um Notrufe zu senden, was dazu beitrug, Leben zu retten.
Eine kurze Anmerkung: Etwa zur gleichen Zeit forschte auch Russlands Alexander Popow unabhängig an der Funktechnik, und es gibt einen Streit darüber, wem die Erfindung zugeschrieben werden sollte. Aber Marconi war der Erste, der eine langstreckentaugliche technische Umsetzung und kommerzielle Vermarktung erreichte.
Zusammenfassung
Marconis Kernbeitrag war nicht die Entdeckung elektromagnetischer Wellen, sondern vielmehr die Übertragung der ausgereiften Kodierungslogik der drahtgebundenen Telegrafie auf elektromagnetische Wellen – durch die kontinuierliche Optimierung von Antenne, Erdung und Kohärer-Detektionssystemen, um ein Laborphänomen in ein Kommunikationswerkzeug zu verwandeln, das kommerziell über große Entfernungen genutzt werden konnte.