Helmut Hölzer

Bedeutung und Ausbildung

Helmut Hölzer (27. Februar 1912 in Bad Liebenstein–19. August 1996 in Huntsville, Alabama) war ein deutscher Computer- und Raketenpionier. Seine besondere Bedeutung liegt in der Entwicklung eines elektronischen Analogrechners für die Steuerung von Raketen. Ein Analogrechner stellt mathematische Größen durch kontinuierliche elektrische Signale dar und kann damit beispielsweise Differentialgleichungen lösen oder Regelvorgänge untersuchen.

Nach dem Abitur 1931 arbeitete Hölzer sechs Monate im Reichsbahnausbesserungswerk Meiningen. Anschließend studierte er von 1931 bis 1939 Elektrotechnik an der TH Darmstadt. Daneben war er von Herbst 1935 bis Frühjahr 1937 Assistent an der Ingenieurschule in Frankenhausen und danach bis Mai 1939 an der Ingenieurschule für Luftfahrttechnik in Darmstadt. Im Mai 1939 bestand er die Diplomhauptprüfung für Elektrotechnik. Gemeinsam mit seinem Lehrer Alwin Walther entwickelte er den Rechenschieber „System Darmstadt“, dessen Fehler lediglich 0,16 % betrug.

Als Segelflieger bemerkte Hölzer 1935, dass ein Messgerät für die Geschwindigkeit über Grund fehlte. Er wollte die Geschwindigkeit durch Integration der Beschleunigungen bestimmen. Integration bezeichnet hier ein mathematisches Verfahren, mit dem sich aus einer Änderungsrate die zugehörige Größe berechnen lässt. Da andere Fachleute kein Interesse an einem solchen Integrator zeigten, untersuchte Hölzer zunächst theoretisch, wie sich mathematische Operationen durch elektrische Netzwerke nachbilden lassen.

Analogrechner und Raketensteuerung

Nach einer kurzen Beschäftigung im Laboratorium für Hochfrequenzforschung bei Telefunken in Berlin kam Hölzer 1939 zur Raketenentwicklung. Im Oktober traf er Ernst Steinhoff, Hermann Steuding und Wernher von Braun zu Gesprächen über Leitstrahlen für Flugkörper. Zu Beginn des Zweiten Weltkriegs wurde er dienstverpflichtet und an der Heeresversuchsanstalt Peenemünde eingesetzt.

Für die Rakete Aggregat 4 war eine Kreisel-Kurssteuerung als Autopilot vorgesehen. Diese konnte Einflüsse wie Seitenwind jedoch nicht ausgleichen. Hölzer sollte deshalb eine zusätzliche Funk-Fernsteuerung entwickeln; Otto Heinrich Hirschler wurde sein Assistent. Die Arbeitsgruppen für Kurssteuerung und Fernsteuerung blieben organisatorisch getrennt.

Weil in der Fernsteuerung Instabilitäten auftraten und sich Störungen aufschaukelten, benötigte Hölzer einen Integrator und einen Differentiator, die in Echtzeit arbeiteten. Ein Differentiator ermittelt die Änderungsrate eines Signals. Hölzer wollte beide Funktionen mit Kondensatoren verwirklichen. Da damalige Gleichstromverstärker noch nicht ausgereift waren und ihre Messwerte durch Drift unkontrolliert abwichen, verwendete er einen Wechselstromverstärker in Röhrentechnik. Der Messwert wurde einer Wechselspannung mit unterdrücktem 500-Hz-Träger aufmoduliert. Für diese Modulation setzte er einen Ringmodulator mit Halbleitern aus Kupferoxydul ein.

Walter Häussermann baute einen Prüfstand, Josef Maria Boehm einen Schwingtisch für die elektromechanische Simulation. Da die Servos der Strahlruder zu langsam waren, musste das System neben der Winkelgeschwindigkeit aus den Wendezeigern auch die Winkelbeschleunigung berücksichtigen. Das vollständige Kurs- und Fernsteuerungssystem trug den Tarnnamen „Mischgerät“, weil darin die unterschiedlichen Signale gemischt wurden. Hans Henning Hosenthien und Otto Heinrich Hirschler bauten eine zweite Generation dieses Analogrechners. Nach der Bombardierung Peenemündes brachte Hölzer seine Erfindung in das Forsthaus von Neu Pudagla und entwickelte sie dort weiter.

Forschung und Raumfahrt in den USA

Nach Kriegsende gelangte Hölzers Analogrechner 1946 als Kriegsbeute in die USA und wurde von der amerikanischen Armee weiterverwendet. Im Februar 1946 promovierte Hölzer an der TH Darmstadt bei Alwin Walther und Richard Vieweg. Seine Dissertation behandelte die Anwendung elektrischer Netzwerke zur Lösung von Differentialgleichungen und zur Stabilisierung von Regelvorgängen. Differentialgleichungen beschreiben Beziehungen zwischen einer Größe und ihren Änderungsraten und sind unter anderem für die Berechnung dynamischer Steuerungsabläufe wichtig.

Hölzer übersiedelte zusammen mit mehreren früheren Mitarbeitern der Heeresversuchsanstalt Peenemünde in die USA. Dort setzte er unter Wernher von Braun seine Raketenforschung fort. Bis in die 1950er Jahre arbeitete er zunächst in Fort Bliss und anschließend im Redstone Arsenal. 1960 wurde er Director of Computing am Marshall Space Flight Center. Dort entwickelte er die Fernsteuerung der Mondraketen des Apollo-Programms.

Hölzer starb im Alter von 84 Jahren in Huntsville. Er wurde auf dem Hamburger Friedhof Ohlsdorf beigesetzt.

Auszeichnungen und Schriften

Hölzer erhielt das Kriegsverdienstkreuz 1. Klasse, die Außerordentliche Verdienstmedaille der NASA und die Kopernikus-Medaille des Kuratoriums Mensch und Weltall.

1946 erschien seine Dissertation „Anwendung elektrischer Netzwerke zur Lösung von Differentialgleichungen und zur Stabilisierung von Regelvorgängen“, eingereicht am 11. Februar 1946 in Darmstadt. 1985 hielt er in Berlin den Vortrag „50 Jahre Analogcomputer“, der auch Bilder des Mischgeräts enthält.