Patriot Missile

Geschehen:

Während des Golf Krieges am 25. Februar 1991 sollte die Patriot Missile eine irakische Scud Missile abwehren. Die Patriot verfehlte aber ihr Ziel und die Scud Missile schlug in einer amerikanischen Kaserne ein, wobei 28 Soldaten getötet und 100 andere verletzt wurden. Zwei Wochen vor dem Vorfall haben die Amerikaner Daten von den Israeli erhalten, welche zeigten, daß nach 8 Stunden die Genauigkeit des Systems der Patriot nachläßt. Das Problem wurde bearbeitet und die neue Software wurde ins Kriegsgebiet geschickt. Dort kam sie aber erst ein Tag nach dem Unglück an. Das System der betroffenen Patriot Missile lief vor dem Abschuß 100 Stunden durchgehend und war deshalb bereits inakkurat.

Hintergrund:

Das Patriot System besteht aus:

1. Launcher, für den Transport und das Abfeuern der Raketen:
   
   
   
2. Bodenradar, für die Zielidentifikation und Lauftraumüberwachung:
   
   
   
3. Kontrollstation, für die Zielselektion und Missionsdurchführung:
   
   

Das Herzstück ist der "Weapons Control" Computer, der in den 70ern entworfen wurde. Er ist nicht fähig Berechnungen mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Wenn die Patriot abgeschossen ist, sendet der Bodenradar einen elektronischen Puls aus, der den Raum über der Missile abdeckt. Wenn ein Objekt diesen Puls reflektiert, erscheint es auf dem Bildschirm der Patriot. Das Patriot System kann darauf programmiert werden bestimmte Objekte wie z.B. Flugzeuge, cruise Missiles oder ballistic Missiles automatisch abzufangen. In diesem Fall wurde die Missile programmiert Scud Missiles abzufangen. Wenn der Radar ein Objekt geortet hat, welches den Charakteristiken eine Scud Missile entsprechen, wird das Gebiet berechnet wo das System als nächstes nach der Missile suchen soll. Wenn die Missile in diesem berechneten Gebiet auftaucht, wird bestätigt, daß es in der Tat eine Scud Missile ist. Dieses Fenster, in dem das Ziel auftauchen soll, ist also entscheidend ob die Patriot ihr Ziel verfolgen wird oder nicht.

Das vorausberechnete Gebiet wird durch die bekannte Geschwindigkeit der Scud Missile und ihrem letzten bekannten Ort berechnet. Um die Geschwindigkeit der Scud Missile zu speichern reicht eine ganze Zahl und ein paar dezimal Stellen. Die Zeit wird permanent in zehntel Sekunden festgehalten, wobei diese zehntel Sekunden als ganze Zahlen gespeichert werden. Je mehr Zeit verstreicht, desto größer ist die Zahl die gespeichert werden muß. Das Patriot System hat nur 4 Register, die jeweils 24 Bit groß sind. Wenn der Integerwert, der die Zeit repräsentiert, nun zurückgerechnet wird, muß mit ein 1/10 multipliziert werden.

1/10 = 2 (-4) + 2 (-5) + 2 (-8) + 2 (-9) + 2 (-12) + 2 (-13) + ...

Diese Folge terminiert nicht und kann deshalb nicht akkurat in einem endlichen Register dargestellt werden. So wird sie in einem 24 Bit Register dargestellt:

0.00011001100110011001100

Damit wird ein Fehler in der folgenden Größenordnung produziert:

Binär: 0.0000000000000000000000011001100 ....
Dezimal: 0.000000095

Wie vorher erwähnt war die Patriot Missile bereits 100 Stunden in Betrieb. Damit ergibt sich eine Abweichung der Zeit von:

0.000000095 * 100 * 60 * 60 * 10 = 0.34

Eine Scud Missile fliegt 1676 Meter pro Sekunde schnell. In dieser Zeit würde die Scud Missile schon 0.34 * 1676 = 569, 84 Meter weitergeflogen sein. Damit ist die Scud Missile nicht mehr in dem vorberechneten Raum und kann nicht mehr verfolgt werden. Die folgende Tabelle zeigt wie die Ungenauigkeit mit der Zeit wächst:

Nach 20 Stunden Laufzeit ist der Fehler so groß, daß das Ziel nicht mehr im vorausberechneten Raum ist. Dadurch wird das Ziel verfehlt. Die betroffene Patriot Missile lief bereits 100 Stunden.

Weitere Informationen

Im Gegensatz zur Army haben die Israelischen Soldaten ihre Patriot Missiles überwacht und Daten aufgezeichnet. Dadurch konnte die Leistung des Systems bewertet und der Fehler erkannt werden. Während dem Golf Krieg wurde die Software sechs mal modifiziert. Für jedes Update mußten die Patriot Missiles ein bis zwei Stunden ausgeschaltet werden. Der Fehler wurde in den Updates jedoch nur kompensiert und nicht behoben. Es wurde nur bestätigt, daß das System für eine sehr lange Zeit eingeschaltet bleiben kann. Wie lange genau jedoch war unklar.

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