Die schöne Welt der Analogrechner
Altbewährte Technik neu entdeckt
Museen entstehen oft aus der Sammelleidenschaft von Personen zu bestimmten Dingen. So auch das in Bad Schwalbach beheimatete Analogrechnermuseum. Hier hat Prof. Dr. Bernd Ulmann eine große Zahl analoger Rechner zusammengetragen, die Geschichte schrieben.
Rechenmaschinen werden schon viel länger vom Menschen genutzt, als man denkt. Was sich zunächst wenig glaubwürdig anhört, ist rasch geklärt, wenn man weiß, dass analog funktionierende Rechner auf andere Weise arbeiten, als der in unserem Sprachgebrauch verankerte Computer, der in der digitalen Welt zuhause ist. Der bekannteste Vertreter der analogen Rechner ist ohne Zweifel der Rechenschieber, mit dessen Hilfe es relativ rasch möglich war, Multiplikationen und Divisionen durchzuführen.
Je nach Modell konnten aber auch Wurzeln gezogen und trigonometrische Probleme gelöst werden. Auch die früher häufig verwendete Rechenscheibe zur Bestimmung des Benzinverbrauchs eines Kraftfahrzeugs arbeitet analog.
Echtzeit ist Serie
Anders als unsere heutigen Computer, bei denen eine Berechnung mittels eines Programmes, das Schritt für Schritt abgearbeitet wird, um zu einer Lösung zu gelangen, durchgeführt wird, sind analog arbeitende Rechner in der Lage, Lösungen in der Regel in Echtzeit oder schneller zu finden, da die Berechnung nicht schrittweise, sondern parallel stattfindet, indem ein elektronisches Modell für die zu lösenden Gleichungen aufgestellt wird.
Sogar der erstaunliche Mechanismus von Antikythera ist eigentlich ein Analogrechner, mit dem im alten Griechenland nicht nur Sonnen- und Mondfinsternisse berechnet werden konnten, sondern auch ermittelt wurde, wann wieder Olympische Spiele stattzufinden haben.
Analogrechner können auf unterschiedliche Weise gebaut werden - neben rein mechanischen Lösungen mit Zahn- und Reibrädern, rotierenden Scheiben zur Integration et cetera wurden auch hydraulische, pneumatisch und elektronische Analogrechner entwickelt, wobei heutzutage die Elektronik dominiert. Die letzten großen mechanischen beziehungsweise elektromechanischen Analogrechner wurden unter Vannevar Bush in den USA in den späten 1920er Jahren entwickelt.Den Schritt zur reinen Elektronik hat Bush aus unklaren Gründen nie vollzogen.
Dadurch, dass digital rechnende Computer im Bewusstsein der meisten Menschen eine dominierende Rolle eingenommen haben, sind leider die damals gebräuchlichen Analogrechner ein wenig in Vergessenheit geraten. Lediglich interessierten Fans und Spezialisten ist bekannt, dass es ohne sie beispielsweise keine Mondladung gegeben hätte. Nur Analogrechner waren seinerzeit überhaupt in der Lage, die höchst anspruchsvollen Aufgaben in Echtzeit zu simulieren, um dieses ehrgeizige Projekt erfolgreich zu bewältigen.
Leider ist der Umgang mit einem elektronischen Analogrechner für einen computerverwöhnten Einsteiger alles andere als intuitiv. Es gibt keine Tastatur, keinen Monitor und natürlich auch keine Maus. Dennoch können damit sehr rasch selbst anspruchsvollste Formeln zum Leben erweckt werden. Dazu werden Rechenmodule per Kabel untereinander verbunden. Das „Programm“ bei Analogrechnern ist demnach praktisch die Verdrahtung, die auf einem Steckbrett vorgenommen wird.
An diesem Steckbrett kann man in der Regel sofort erkennen, dass man einen Analogrechner vor sich hat. Eine Ausnahme bilden die Lochkartenmaschinen, die bis in die 1960er Jahre gebaut wurden. Auch diese wurden über Steckbretter programmiert, hatten jedoch mit Analogrechnern nichts gemein.
Retter in der Not
Kein Wunder, dass Analogrechner trotz ihrer weit höheren Rechengeschwindigkeit nach und nach von digital rechnenden Computern verdrängt wurden. Zum Glück gibt es Enthusiasten, wie Prof. Dr. Bernd Ulmann, der sich so manches wertvolle Stück sicherte, ehe die Schrottpresse zum Einsatz kam. Diese können heute in seinem kleinen, aber feinen Privatmuseum besichtigt werden.
Und dieses Museum, derzeit untergebracht in einem Einfamilienhaus, ist es wahrlich wert, aufgesucht zu werden. Dicht an dicht drängen sich hier die imposanten Rechenkönige vergangener Tage und warten darauf, von Professor Ulmann wieder zum Leben erweckt zu werden. Obwohl die meisten Rechner funktionsunfähig gespendet oder verschenkt wurden, hat es ein Team von Könnern unter der Leitung von Prof. Ulmann in langen Abenden geschafft, diese Stück für Stück wieder in einen funktionsfähigen Zustand zu versetzen.
Es gibt wohl nur mehr wenige Orte auf der Welt, wo eine derart große Zahl an funktionsfähigen Analogrechnern besichtigt werden kann. So manches Exemplar ist sogar nur mehr ausschließlich im Analogrechner-Museum zu bestaunen.
Dazu zählt der als RA 1 bezeichnete Prototyp eines Analogrechners von Telefunken, der unter der Bezeichnung RA 463/2 mit etwas mehr als 30 Exemplaren produziert und verkauft wurde, von denen nur wenige in Museen überlebt haben. Die RA1 der Sammlung ist insofern einzigartig, als es sich um den Prototypen dieser ersten Analogrechnerfamilie von Telefunken handelt. Leider harrt diese Maschine als eine der wenigsten in der Sammlung von Herrn Ulmann noch ihrer Restaurierung, die wohl noch einige Jahre auf sich wird warten lassen wird, da eine Unzahl von Bauteilen neu beschafft werden und vor allem sehr viele Arbeitsstunden investiert werden müssen.
Und genau dies ist das Besondere am Analogcomputer-Museum: Nahezu alle ausgestellten Exemplare sind voll funktionsfähig und werden auf Wunsch in Betrieb genommen! Sogar die nicht betriebsfähigen Exemplare werden diesen Status dereinst erreichen, denn Prof. Ulmann hat sich zum Ziel gesetzt, jeden Rechner wieder in seinen rechenfähigen Urzustand zu versetzen.
Staunend steht der Besucher auch vor dem Modell 680 des nicht mehr existenten Herstellers EAI. Dieser, damals astronomisch teure Analogrechner wurde in den 1960er Jahren unter anderem von der NASA im Rahmen des Mondlandungsprogrammes Apollo für Simulationen verwendet.
Einen Eindruck dieses damaligen Einsatzzweckes kann man auch im Museum gewinnen, da Prof. Ulmann ein Programm für diesen Rechner entwickelt hat, mit dem man ein kleines simuliertes Raumschiff mit einem Joystick über einen – rein analogen – Bildschirm manövrieren kann, sodass Besucher sich wie Neil Armstrong – dem ersten Menschen auf dem Mond – fühlen dürfen. Ein echter Hingucker ist auch das Modell RA770 von Telefunken, auf dem eine Simulation für ein Kraftfahrzeugfahrwerk läuft.
Der Besucher kann selbst erleben, dass die Simulation nahezu verzögerungsfrei auf die Änderungen von Parametern reagiert: Über Präzisionspotenziometer kann beispielsweise die Härte der Federdämpfung geändert werden, was sich am Oszilloskop sofort anhand der veränderten Bewegungen des skizzierten Fahrzeugs beobachten lässt.
Beeidruckend ist das kraftvolle Lüftergeräusch, das während des Betriebs aus der Anlage dringt. Doch haben diese Lüfter nicht die Aufgabe, das Elektronenhirn zu kühlen. Vielmehr dienen diese dazu, die Luft gleichmäßig im Rechnergehäuse zu verteilen, damit Hotspots nicht zu vermeidbaren Rechenungenauigkeiten führen.
Geringer Strombedarf
Überhaupt sind Analogrechner wahre Musterknaben, was den Energieverbrauch betrifft. Nur lächerliche zehn Watt benötigt ein kleiner Rechner, um zum Leben zu erwachen. Sogar die ganz großen Exemplare begnügen sich mit einer Leistung, die heutzutage bereits normale Gamer-PCs für sich beanspruchen: Mit nur 500 Watt wurden damals anspruchsvollste Berechnungen durchgeführt! Angesichts des astronomischen Strombedarfs heutiger Großrechner eine erstaunliche Leistung.
Mit dem Pacer 700 hat das Analogcomputer-Museum einen Rechner parat, der damals von der DFVLR (heute DLR) zur Entwicklung der Ariane 1-Rakete genutzt wurde. Dieser Rechner verfügt über ein sogenanntes Limiter-Modul, das genutzt wurde, um den Schwenkwinkel der Rakete einzustellen.
Das Modell DO 960 des deutschen Herstellers Dornier hingegen wurde vom Hersteller selbst verwendet. Dornier hat in den 1960er Jahren maßgeblich den Senkrechtstarter DO 31 mitentwickelt, was eines leistungsstarken Rechners bedurfte, um die damit verbundenen anspruchsvollen Berechnungen etwa der Tragflächen oder des Fahrgestells zu bewältigen. Der Hersteller baute eine ganze Reihe interessanter Analogrechner, darunter das Modell DO 910 , das ebenfalls im Museum zu sehen ist.
Natürlich wurden auch in Japan Analogrechner gebaut, wie das Modell 303E von Hitachi zeigt. Dieses Modell existiert ebenfalls nur noch im Analogrechner-Museum und kann auf Wunsch selbstverständlich in Aktion beobachtet werden.
Höchst interessant auch ein unscheinbarer Holzschrank, in dem die bestückten Steckbretter der Analogrechner aufbewahrt werden. Durch deren Wechselbarkeit war es kein langwieriges Unterfangen, den Rechner auf eine neue Aufgabe umzurüsten. Diese Wechsel-Steckbretter waren somit praktisch die Festplatten der Rechner-Steinzeit.
Wie sich zeigt, ist ein Besuch des hochinteressanten Analogcomputer-Museums mehr als lohnend. Wer ein umfassendes Bild rund um die Anfänge der Analogrechner bekommen möchte, ist hier richtig. Fehlt nur noch, dass auch die Stadtväter von Bad Schwalbach erkennen, welches Juwel sich innerhalb ihrer Stadtmauern befindet.
Diese exzellente Sammlung hätte es zweifelsohne verdient, ein angemessenes Zuhaus zu bekommen. Der Stadtname Bad Schwalbach würde danach ganz sicher in einem Atemzug mit dem Wort Analogrechner verknüpft werden.
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Diesen Artikel finden Sie auch in Heft 5/2019 auf Seite 32. Zum besagten Heft führt ein Klick auf den nachfolgenden Button!
