Schon gewusst ...? - Die Wissens-Kolumne auf think ING.
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© PetsMobility
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„Bello, mach schön Sitz. Frauchen holt dich gleich ab, dann gibt es ein Leckerchen.“ – „Wuff, Wuff.“ So oder ähnlich könnte ein Gespräch zwischen Mensch und Hund ablaufen. Und, das Wunder der Technik macht es möglich, Handys für Hunde sind schon Wirklichkeit.
Seit Herbst 2007 vertreibt die US-amerikanische Firma Pets Mobility das sogenannte PetsCell. Das hochmoderne Gerät wird am Hundehalsband befestigt und kann den pelzigen Freund des Menschen sowohl per GPS orten als ihn auch zur Kommunikation anfunken. Wer also wissen will, wo sein Hund gerade ist, braucht nur ins Internet gehen und kann dann sein Tier per Handy beruhigen. Doch damit nicht genug: Sogar das Tier selbst kann das Halsband benutzen, wenn es sich einmal verirrt hat. Per Pfotendruck wählt das Gerät die vorher eingespeicherte Nummer des besorgten Besitzers, der sich sofort auf den Weg machen kann.
Die zahlreichen Widersprüche des Gerätes hatte der Hersteller wohl nicht bedacht. Die Quittung bekam er in den folgenden Monaten und Jahren. Die Einsetzbarkeit und der Absatz des Halsbandes hielten sich in Grenzen, die Produktion wurde eingestellt. Der Preis von 350 bis 400 US-Dollar war den meisten Menschen für eine Sache, die die Welt nicht braucht, wohl doch zu viel.
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© James Steidl
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Wer kennt das nicht? Urlaub unter Palmen, ein Foto bei Sonnenuntergang mit dem bzw. der Liebsten, der perfekte Moment wird festgehalten – doch bei der Durchsicht der Aufnahmen fällt auf: Die Augen auf den Fotos sind rot. Was ist das für ein Phänomen und wie kann man es vermeiden?
Der sogenannte Rote-Augen-Effekt entsteht nur, wenn jemand mit einer Kamera direkt angeblitzt wird und dabei in den Blitz schaut. Durch die Dunkelheit vor der Aufnahme sind die Pupillen weit geöffnet. Beim Blitzen können sich die Pupillen dann nicht schnell genug an die Veränderung der Lichtverhältnisse anpassen und sind deshalb bei der Aufnahme noch immer weit geöffnet. Das Licht tritt in die Augen ein und macht die mit Blut gefüllte Netzhaut durch die Pupille hindurch sichtbar.
Es gibt drei effektive Möglichkeiten, um die roten Augen zu vermeiden. Wenn man vor der Aufnahme einmal Vorblitzen lässt, verschließen sich die Pupillen und der unerwünschte Zombie-Effekt wird vermieden. Noch besser ist es, durch erhöhtes Blitzen zu vermeiden, dass das Licht frontal auf die Augen fällt. So kann das Licht nicht direkt in die Kameralinse zurückgeworfen werden und die Augen behalten ihre natürliche Farbe. Und wenn es doch einmal passiert, kann man die roten Augen auch nachträglich am Computer beseitigen.
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1980 wurde erstmals ein Airbag in ein Auto verbaut. Mittlerweile gehören die lebensrettenden Stoffsäcke zur Standardausstattung für Pkws. Im Moment des Aufpralls blähen sich die Luftsäcke innerhalb von 10 bis 40 Millisekunden mit einem Gasgemisch auf und bremsen den nach vorne fliegenden Oberkörper ab. Durch die Airbags wird die Bremsstrecke verkürzt, die Bewegungsenergie kann sich auf einem längeren Weg abbauen und die entstehenden Kräfte sind umso kleiner – das gleiche Prinzip wie bei Stuntmen, die von Häusern auf meterhohe Pappkartons springen.
Damit sich die Airbags so schnell entfalten, explodiert eine sogenannte Zündpille, ein kleiner chemischer Treibsatz, der sich in der Lenksäule befindet. Bei der Reaktion verbrennt ein Festtreibstoff, wodurch bis zu 350 Grad heiße Gase entstehen, die nach etwa 100 Millisekunden zur zum Fahrer abgewandten Seite entweichen. Der Sack geht kontrolliert auseinander – er schluckt damit die Energie und gibt sie nicht wie ein Trampolin wieder ab. Die Sorge, dass Handys die Auslöseelektronik beeinflussen könnten, war lange ein Thema, ist aber unnötig. Eine ganze Reihe von Sensoren messen die auftretenden Kräfte am Wagen und nur wenn mehrere den Grenzwert überschreiten, löst sich der Airbag aus. Angeschnallt zu sein ist übrigens eine unbedingte Voraussetzung zum Auslösen des Luftkissens.
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warum sich der Uhrzeiger immer rechts herum dreht?
Bis auf wenige Ausnahmen künstlerischer Freiheit drehen sich alle Uhren mit einem Ziffernblatt rechts herum, aber warum eigentlich? Die Begründung liegt nicht etwa in der Mechanik, sondern in der Geschichte der Zeit. Als es noch keine maschinellen Uhren gab, orientierten sich die Menschen am Lauf der Sonne. Die ersten Sonnenuhren sind bis in das 3. Jahrtausend vor Christus nachgewiesen.
Das Prinzip funktionierte ziemlich einfach. Das Sonnenlicht fiel auf einen Stab, der seinen Schatten auf ein grobes Zeiterkennungssystem warf. Die Sonne nimmt auf der Nordhalbkugel immer den gleichen Lauf: Sie geht im Osten auf, wandert in Richtung Süden und geht schließlich im Westen unter. Auch der Schatten auf der Sonnenuhr wanderte demnach rechts herum.
Als im frühen Mittelalter die ersten mechanischen Uhren auftauchten, versuchte man, sie möglichst dem Sonnenlauf anzupassen. Die Zeiger drehten sich fortan rechts herum und der Uhrzeigersinn war geboren. Die erste Taschenuhr, das Nürnberger Ei, wurde übrigens 1510 vom deutschen Schlossermeister Peter Henlein erfunden – und das ist auch gut so. Wäre sie nämlich in Australien erfunden worden, wäre der Uhrzeigersinn heute umgekehrt: Auf der Südhalbkugel wandert die Sonne von Osten über Norden in den Westen, auf dem Horizont ebenso wie auf den Sonnenuhren.
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dass der Traum vom Beamen nie wahr werden könnte?
„Beam me up, Scotty“ – der berühmteste Satz aus der Serie Star Trek weckt seit Jahrzehnten Träume bei den Menschen. Aber ist es überhaupt möglich, dass sich ein Mensch teleportiert? Leider gibt es mehrere Gründe, die das Beamen eines Lebewesens unmöglich machen.
Um von einem an den anderen Ort zu kommen, müsste der exakte Zustand aller Atome im Körper erfasst, übertragen und rematerialisiert werden, inklusive ihrer Position und der Bindung zum Nachbaratom. Schon eine geringfügige Abwandlung würde eine Veränderung von Körper oder Persönlichkeit bedeuten, in den meisten Fällen sogar den Tod. Pro Atom müsste etwa eine Din A4-Seite an Informationen gefüllt werden. Das sind, in Datenmengen hochgerechnet, insgesamt 1028 Kilobyte. Bei einer durchschnittlichen Übertragungsgeschwindigkeit von 100 Mbit/s würde der Datentransfer gute 27.400 Milliarden Jahre dauern.
Selbst wenn sich Volumen und Geschwindigkeit von Datenträgern derart erhöhen, dass die Erfassung und Versendung der entsprechenden Informationen möglich wäre, gäbe es noch ein großes Problem: Weil sich der Körper bei seiner Auflösung völlig in Energie zersetzen würde, gäbe es eine riesige Explosion, die der von tausend Wasserstoffbomben gleich käme – denn wie sich die Transformation von Masse zu Energie verhält, hat schon Albert Einstein mit seiner legendären Formel gelöst: E=mc2!
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wie Aquaplaning entsteht?
Um sich über Wasser hinfortzubewegen, braucht man nicht unbedingt ein Schiff. Mit der richtigen Geschwindigkeit und breiten Reifen kann ein Auto eine Strecke von bis zu einem Kilometer über Wasser zurücklegen ohne unterzugehen. Der Grund ist Aquaplaning. In den meisten Fällen ist Aquaplaning jedoch ungewollt und endet nicht selten in einem Blechschaden. Was steckt aber hinter diesem Phänomen?
Bei Regen muss der Autoreifen das Wasser auf der Fahrbahn über das Profil und seitlich verdrängen, um den direkten Kontakt mit dem Asphalt zu behalten. Bei erhöhter Geschwindigkeit bildet sich eine Art Bugwelle vor dem Rad. Das Wasser wird zuerst nur vor dem Reifen hergeschoben. Wird man jedoch noch schneller, kann sich der Wasserkeil unter die Oberfläche schieben. Der Wagen verliert dann den Kontakt zur Fahrbahn, hebt ab und gleitet nur noch auf dem Wasser. Die Folge: die Lenkbewegungen und Bremskräfte sind außer Kraft gesetzt, der Wagen gerät außer Kontrolle.
Doch nicht nur Geschwindigkeit und Wassertiefe sind ausschlaggebend für Aquaplaning. Gerade abgenutzte Autoreifen sind eine Gefahr. Jeder Fahrer kann das Risiko aber minimieren, indem er Radlast, Luftdruck und Profiltiefe seiner Reifen stetig prüft. Wer doch einmal in diese Lage kommt: Sofort runter vom Gas und bloß nicht bremsen - es sei denn, Sie wollen ein Gewässer überqueren.
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wie die Straßen ins Navigationsgerät kommen?
Entweder sie sind schon in den Bordcomputer integriert oder sie hängen mit einem Gumminoppen an der inneren Frontscheibe befestigt. Als ständiger Begleiter lotst das Navigationsgerät ortsunkundige Autofahrer durch die Straßen. Aber wie kommen die Straßen in das Navi? Funktioniert es per Hightech Satelliten, ständigen Laser-Abmessungen oder sogar per google-earth?
Die Lösung ist ganz einfach: Gerade einmal zwei Firmen weltweit haben sich die Aktualisierung des Straßennetzes auf die Fahne geschrieben. Für sie sind täglich etliche Geografen mit dem Auto unterwegs und fahren alle Strecken ab, um Neuerungen zu vermerken. Straßenschilder, Baustellen oder Zufahrtsbeschränkungen stehen dabei genauso auf dem Plan wie Parkhäuser und Bars. Dafür werden die Autos der Datensammler mit einer sensiblen GPS-Antenne und hochauflösenden Videokameras auf dem Dach ausgestattet.
Die gesammelten und verarbeiteten Daten empfängt der vergleichsweise kleine GPS-Empfänger dann in den Navigationsgeräten der Endbenutzer, um diese auf die richtige Fährte zu leiten. Dass trotzdem nicht immer alles bis auf das genaueste stimmt, hat wohl jeder schon einmal erlebt. Ob hinein in die Fußgängerzone oder ab in die Einbahnstraße - beim Autofahren sollte man sich immer noch auf seine Augen verlassen.
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Diesel vs. Benzin
Dass man Diesel und Benzin an der Tankstelle nicht verwechseln sollte, weiß wohl jeder, aber was ist eigentlich der genaue Unterschied zwischen den Treibstoffen? Zumindest von der Grundmasse sind beide identisch. Sie bestehen aus einem Rohöl-Mix, der sich aus 500 verschiedenen Stoffen zusammensetzt. In den Raffinerien wird die Masse verfeinert, indem die unterschiedlich langen Kohlenstoffwasserketten aufgespalten und sortiert werden.
An diesem Punkt trennt sich die Spreu vom Weizen oder eben Diesel von Benzin. Die Kohlenstoffwasserketten sind im Benzin nämlich wesentlich kürzer als im Diesel-Treibstoff, was es entzündlicher macht. So liegt der Flammpunkt von Benzin bei 21°C, Diesel lässt sich erst bei über 55°C entzünden. Außerdem ist Diesel durch die längeren Kohlenwasserstoffketten schwerer als Benzin und bei der Verbrennung entsteht deutlich mehr Kohlenstoffdioxid. 7,6 Liter Diesel erzeugen genauso viel CO2 wie 10 Liter Benzin.
Früher wurde übrigens oft billiges Heizöl statt Diesel verwendet. Eine pfiffige Methode, um die Steuern für den Kraftstoff zu sparen. Das ist heute nicht mehr zu empfehlen, denn mittlerweile werden dem Treibstoff bei seiner Verfeinerung chemische Zusatzstoffe beigegeben. Ein moderner Motor würde einfaches Heizöl nicht mehr vertragen.
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dass heutzutage ein Aufzug gar nicht abstürzen kann?
Zack, das Seil reißt und gefangen in einer engen Todeszelle stürzt man in die Tiefe. Das ist die grausige Vorstellung, die viele Treppengänger völlig unnötig plagt, denn in Wirklichkeit ist Fahrstuhl-Fahren eine der sichersten Fortbewegungsmethoden der Welt.
Durch das 1854 erfundene Abfangsystem von Elisha Graves Otis sind Fahrstühle dermaßen gut gesichert, dass in Deutschland noch nie einer im laufenden Betrieb abgestürzt ist. Mit seiner Erfindung machte der Mechanikermeister viel Geld, heute ist das seinen Namen tragende Unternehmen der weltweit führende Hersteller für Aufzuganlagen.
Durch Otis’ System bleibt der Fahrstuhl bei einer Durchtrennung des Stahlseiles nach wenigen Zentimetern in einer Führungsschiene stecken.
Die automatische Bremse wurde zum Standard für alle Fahrstühle und wird heute in weiterentwickelter Form verwendet: Über dem Fahrstuhlschacht befindet sich der Geschwindigkeitsbegrenzer, ein Rad, welches über ein Sicherheitsseil mit der Kabine verbunden ist und sich dreht, sobald der Aufzug rauf- oder runterfährt. Wenn das tragende Hauptseil reißt, aktiviert sich durch den Zug auf dem Sicherheitsseil sofort eine Sperre des Geschwindigkeitsbegrenzers. Somit wird der Fahrkorb in der Führungsschiene eingeklemmt und zum Stillstand gebracht.
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© ABB
Netzanbindung erfolgt mittels Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ): Ein Offshore-Windpark in der Nordsee soll an das deutsche Stromnetz angeschlossen werden
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Energieübertragung von Dreiphasenwechselstrom über große Distanzen ist mit großen Energieverlusten behaftet. Jetzt wird eine Technologie vermehrt genutzt, die erstmals 1945 zum Einsatz kam: Die Übertragung mittels Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) ist deutlich effizienter als die konventionelle Wechselstromübertragung. Was sich gerade bei längeren Strecken mit zwei festen Punkten lohnt.
Gerade die zunehmende Nutzung von erneuerbaren Energien wie Wind-, Sonnen-, Wasserenergie und Wellenkraft macht den Wechsel zum Gleichstrom sinnvoll. Etwa kann so die in Solarkraftwerken in der Sahara gewonnene Energie nach Europa transportiert werden. Eben dorthin, wo sie gebraucht wird, kann auch die von Windenergieanlagen auf dem offenen Meer erzeugte Energie mithilfe dicker Unterseekabel ohne große Verluste an das Festlandland geschafft werden.
Die HGÜ-Technologie bietet sich auch an, Windparks miteinander zu verbinden. Denn Strom kann über diese Leitungen kontrolliert, schnell und präzise fließen, sowohl was den Leistungspegel als auch die Richtung angeht. So kann die von der Windstärke abhängige Produktion ausgeglichen und für eine zuverlässig gleichmäßige Netzversorgung sichergestellt werden.
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© Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
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Neue Hochleistungsmaterialien, die natürliche Vorbilder haben: Unter dem Motto „Natur trifft Werkstoff“ versuchen Ingenieure, Chemiker und Biologen Bauprinzipien aus der Tier- und Pflanzenwelt zu erforschen. Die Idee dahinter: Die Natur braucht nur ganz wenige Bausteine, um hochkomplexe Verbundmaterialien mit herausragenden Eigenschaften wie hohe Bruchsicherheit zum Beispiel bei Perlmutt oder Zähnen zu erzeugen, die jedoch im Gegensatz zu künstlichen Materialien in mehreren Hierarchieebenen angeordnet sind.
Die Natur schafft das über eine Vielzahl von Mikrostrukturen, während bei künstlichen Stoffen bislang das Gegenteil der Fall ist: Es gibt zwar unendlich viele Werkstoffkombinationsmöglichkeiten, aber nur wenige hierarchische Ebenen, also nur eine geringe Anzahl von Mikrostrukturen.
Und genau hier setzt das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung mit einem neu eingerichteten Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgesellschaft an. Es untersucht die Bauprinzipien und die Herstellung von neuartigen, hierarchisch strukturierten Materialien, die auf natürlichen Vorbildern basieren. Inspiriert von der Natur sollen also Ideen für neues Design, die Simulation und die Herstellung einer neuen Generation von hierarchischen Materialien mit ungewöhnlichen Eigenschaften entwickelt werden.
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© BMW AG
Sicherere Nachtfahrt dank Sensoren, die Gegenstände vor dem menschlichen Auge erkennen
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Automobile werden mit immer mehr Technikkomponenten gebaut. Diese erhöhen den Fahrkomfort und die Sicherheit der Fahrzeuginsassen. Das ABS (Anti-Blockiersystem) ist längst Standard; Navigationssysteme, die nicht mehr nur über GPS, sondern neuerdings auch über WLAN-Netze die aktuellen Informationen über die Straßensituation erhalten, sind im Kommen. Genauso wie Kamera- oder Radarsensoren, die den notwendigen Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug überprüfen oder plötzlich auftauchende Hindernisse etwa bei einer Nachtfahrt dem Fahrer frühzeitig per Display oder mit einem akustischen Warnton anzeigen.
Das Internet hat längst Einzug gehalten in den modernen Autofuhrpark, der über etliche Schnittstellen mit der Außenwelt vernetzt ist und kommuniziert: mit Satelliten (GPS), anderen Fahrzeugen oder Verkehrsleitsystemen.
So nützlich diese technischen Errungenschaften auch sind, so tückisch können sie auch sein. Denn der fahrende Internet-Computer hat wie der PC daheim Schwachstellen, die Hackern und Viren eine mögliche Angriffsfläche bieten. Mögliches Szenario: Die Geschwindigkeitsanzeige wird manipuliert und man gerät unverhofft in eine Radarfalle, nicht auszudenken ist, wenn die Angriffe auf die datenbasierten Bremssysteme ESP oder ABS gerichtet sind. Kryptographen, IT-Experten und Ingenieure sind gefordert, sich ebenfalls zu vernetzen und gemeinsam nach Lösungen zu suchen, bevor es den ersten Hackerangriff gibt.
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© Tesla Motors
Tesla Roadster: Vollständig elektrisch angetriebener Sportwagen, der seit 2008 in Serie produziert wird.
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Elektroautos werden als Automobile der Zukunft gehandelt, dabei fuhren die ersten Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb bereits im 19. Jahrhundert. Nachdem Werner von Siemens 1861 das Patent für den stromerzeugenden Generator angemeldet hatte, wurde ein Modell nach dem anderen entwickelt. Der erste Oberleitungsbus mit externem Stromabnehmer, die „Elektromote“, fuhr 1881, und im Jahr 1899 brach das französische Elektrofahrzeug „La Jamais Contente“ erstmals die damalige „Schallmauer“ von 100 km/h.
Erst 1912 liefen ihnen die Benzinmotoren den Rang ab. Elektrofahrzeuge überlebten nur in kleinen Nischen, jetzt aber scheint mit in Akkuzellen gespeichertem Strom eine neue Elektrowelle auf den Straßen möglich. Die Vorteile von Elektromotoren gegenüber „Benzinern“ liegen auf der Hand: Der Elektromotor ist deutlich einfacher zu konstruieren, da er ohne Vergaser und Getriebe auskommt (was sich auch im Reparaturaufkommen niederschlagen sollte), wesentlich leiser und kommt ohne fossile Brennstoffe aus. Darüber hinaus hat er einen besseren Wirkungsgrad, da beim Benziner nur bis zu 30 Prozent der Energie in Bewegung umgesetzt wird, und kann beim Bremsvorgang freiwerdende Energie wieder in Antrieb umwandeln.
So sehen auch schon einige Vorstände von Automobilunternehmen im Elektroauto die Zukunft ihrer Industrie. Einige Elektroautos werden bereits produziert, wie der Tesla Roadster. Das ist aber sicher erst der Anfang einer zukunftsträchtigen Entwicklung, die bereits im 19. Jahrhundert ihren Ursprung hatte.
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© Lev Kvitchenko/Fotolia
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Effiziente Energienutzung und Computer – das passt nicht zusammen. Lediglich 20 Prozent der elektrischen Energie wird in deren Rechenleistung gesteckt, egal ob im Heim-PC oder in Rechenzentren; der Rest verpufft als Abwärme.
Zusätzlich wird rund die Hälfte der Energie zur Kühlung der Systeme verbraucht. Schließlich entwickelt ein Computerchip zehnmal mehr Wärme als eine Kochplatte auf der gleichen Fläche. Ungekühlt überhitzt er innerhalb von Sekunden und ist defekt.
Der Chip muss also auf eine Temperatur von stetig unter 85 Grad Celsius gekühlt werden; meistens mit Luft. Doch Luft ist ein schlechter Wärmeleiter. Besser eignet sich Wasser, da es Wärme 4000-mal effizienter als Luft speichert und ein effektiverer Wärmetransporteur ist.
Ein nützlicher Nebeneffekt ist, dass die Energie des auf circa 60 Grad Celsius erhitzten Wassers mittels Wärmetauscher in die Gebäudeheizung oder ins Fernwärmenetz eingespeist werden kann. Ein solches Projekt, das unter die Rubrik Green IT fällt, plant die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich gemeinsam mit IBM: Sie bauen einen Hochleistungsrechner, der im Vergleich zu ähnlichen Systemen 40 Prozent weniger Energie verbraucht und 85 Prozent weniger CO2 abgibt.
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© Siemens AG
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Die größte Windkraftanlage ist 205 Meter hoch und steht an Land in Laasow/Brandenburg. Weniger in die Höhe als vielmehr in die Tiefe blicken die Ingenieure und Experten bei den Offshore-Windanlagen. Bisher sind die Windräder hier in einer Tiefe von maximal 50 Metern durch ein Fundament im Meeresboden verankert. Über Küstenregionen mit Flachwasser kam man also bislang nicht hinaus.
Jetzt sollen auch schwimmende Offshore-Anlagen installiert werden, die durch Seile und Ankerdrähte am Meeresboden gesichert sind. Ein 100 Meter tiefes Schwimmelement sorgt für die nötige Stabilität. Dies macht möglich, in Meeresregionen mit Tiefen bis 700 Metern vorzudringen. Ein erster Prototyp, die Hywind Anlage, wird gerade vor der norwegischen Küste in 220 Metern Tiefe verankert; sie soll im Juli 2009 an das Stromnetz angeschlossen werden und in einem zweijährigen Testbetrieb laufen.
Das Konzept hat das norwegische Unternehmen StatoilHydro entwickelt, Siemens hat für dieses zukunftsweisende Projekt die Windenergieanlage mit einer Leistung von 2,3 Megawatt (MW) und mit einem Rotordurchmesser von 82 Metern geliefert.
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© Douglas McLaughlin - Fotolia.com
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Biomasse ist eine der fünf Säulen auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien, zusammen mit Wind- Wasser- Sonnenenergie und Erdwärme. Im Gegensatz zu den anderen alternativen Energieträgern erschöpft sich ihr Nachhaltigkeits- und Einsparpotenzial aber nicht in der direkten Gewinnung von Energie.
Chinaschilf zum Beispiel, das immer beliebter wird, weil es sich durch eine besonders effektive Fotosynthese auszeichnet und damit mehr Biomasse als jede andere Pflanze der Welt produziert, kann nicht nur als Energielieferant (durch Verbrennung oder Vergärung) eingesetzt werden, sondern lässt sich z. B. auch zu Dämmstoffen, Putz und abbaubaren Kunststoffen weiterverarbeiten.
Dass die Verwendung zur Kunststoffproduktion generell möglich ist, liegt daran, dass Biomasse die einzige regenerativ erzeugbare Substanz ist, die Kohlenstoff enthält. Und der ist ein zentraler Baustein der oben genannten Produkte und darüber hinaus auch noch unverzichtbarer Bestandteil von Kosmetika und Arzneimitteln, womit zwei weitere denkbare Einsatzgebiete genannt wären.
Zwar steckt die Forschung der Chemiker noch in den Kinderschuhen, die darauf hinweisen, dass Biopolymere nicht einfach eine Kopie petrochemischer Kunststoffe sind, sondern eine eigene Werkstoffklasse bilden, aber erste Praxisbeispiele gibt es bereits: Am Leibniz-Institut für Agrartechnik in Potsdam-Bornim wird z. B. eine Pilotanlage betrieben, in der aus Roggen (kohlenstoffhaltige) Milchsäure gewonnen wird, die ihrerseits zu umweltfreundlichen Lösungsmitteln und Kunststoffen weiterverarbeitet werden kann. Und die Schweizer Napac AG produziert und vertreibt kommerziell Blumentöpfe aus einem Kunststoffgranulat, dessen Hauptbestandteil Chinaschilf ist.
Es ist wohl nur noch eine Frage der Zeit, bis viele alltägliche Gebrauchsgegenstände wie z. B. Plastiktüten oder Joghurtbecher nicht mehr auf Basis des fossilen Rohstoffs Öl, sondern aus pflanzlicher Biomasse hergestellt werden, die über diesen „Umweg“ zusätzliche positive Effekte für die Umwelt erzielt.
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© Simon Kraus - Fotolia.com
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Wann und wie erreicht der Solarstrom aus der afrikanischen Wüste den europäischen Kontinent? Diese spannende Frage beschäftigt Wissenschaftler seit Jahrzehnten.
Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) errechneten, dass auf einem Quadratmeter in der Sahara 250 Gigawattstunden Strom im Jahr erzeugt werden können. Das ist eine fünfmal höhere Ausbeute im Vergleich zu Windkraftanlagen und Wasserkraftwerken.
Stromerzeugung in sogenannten solarthermischen Kraftwerken ist der Weg in die Zukunft, dazu müssten verlustarme Hochstrom-Gleichstromleitungen von Afrika nach Europa verlegt werden – diese Technologien seien bereits erforscht. An der politischen Durchsetzung und an Investoren mangelt es aber noch.
Neben neuen Kabeln könnten bestehende Leitungskabel zwischen den Kontinenten mit einem „Hochspannungstrick“ genutzt werden. Dieser besagt: Wenn die Spannung der transportierten Energie um das Zehnfache erhöht wird, dann sinken die Verluste um das Hundertfache; je nach Transportweg läge der Verlust zwischen zehn und 15 Prozent, was bei einem zwei- bis dreifach höheren Ertrag leicht zu verschmerzen wäre.
Die solarthermischen Kraftwerke ermöglichen auch bei großer Hitze hohe Wirkungsgrade und niedrige Stromproduktionskosten. Mit Wärmespeichern, wie um die Mittagszeit mit überschüssiger Sonnenenergie aufgeheizte Flüssigsalztanks, ist auch die Produktion von Solarstrom nach Sonnenuntergang möglich.
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© privat
Eine Aluminium-Trägerkonstruktion mit Hohlraum für die Kofferraumabdeckung eines Pkw-Kombis.
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Aluminium findet wegen seiner leichten Eigenschaft breite Verwendung, aber unter physikalischer Betrachtungsweise ist der Werkstoff gar nicht so leicht, wie man vermuten könnte. Mit einer physikalischen Dichte, welche das Verhältnis von Masse und Volumen beschreibt, von 2,7 g/ccm (Gramm pro Kubikzentimeter) ist Aluminium schwerer als Glas (2,5 g/ccm) und Kunststoff (0,8 bis 2,2 g/ccm) und ähnlich schwer wie Marmor (2,7 g/ccm). Dagegen ist Stahl mit einer Dichte von 7,85 g/ccm aber ein noch größeres Schwergewicht.
Aluminium sorgt aber - trotz der relativ hohen Dichte - gerade im Automobilbau für immer leichtere Fahrzeuge. Das liegt nicht am Material selbst, sondern an der Bauart. Selbst sehr dünne Aluminium-Teile sind noch sehr stabil, sodass sie häufig in Hohlbauweise konstruiert werden. Neben dünnen Blechen eignet sich Aluminium aufgrund seiner Zugfestigkeit auch bei der Herstellung von dünnen, bis zu einem bestimmten Grad reißfesten Folien.
Aluminium kommt eine zweite physikalische Bedeutung zu: Elektrische Ströme brauchen zum Fließen einen metallischen Leiter, der heute zumeist aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung besteht. Somit sind die Freileitungen an Hochstrommasten, welche die weltweite Stromversorgung gewährleisten, mit Aluminium ummantelt. Nur der Drahtkern besteht aus Stahl, um die mechanische Stabilität zu gewährleisten. Im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland besteht das Hochspannungsnetz aus Leitungen mit einer Gesamtlänge von 1,5 Millionen Kilometern.
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© BMW AG
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Stahl ist in der Automobilproduktion nach wie vor der wichtigste Werkstoff. So liegt der Stahl-Anteil am Gesamtgewicht beispielsweise eines 7er BMW noch immer bei 42 Prozent, obwohl dem Wunsch nach leichteren und damit umweltfreundlicheren Fahrzeugen in den vergangenen Jahren auch in Form reduzierten Gewichts nachgekommen worden ist. Stahl bleibt als Werkstoff erste Wahl, denn es gibt keine Alternative, will man sichere und komfortable, aber zugleich auch leichte Fahrzeuge konstruieren.
Somit ist der Anteil von hoch-, höher- und höchstfestem, modernem Stahl gerade in der Karosserie stark angestiegen. Solche Mehrphasenstähle, die auch als AHSS (Advanced High Strengh Steels) bezeichnet werden, ermöglichen extreme Festigkeit, gute Umformbarkeit und hohes Energieaufnahmevermögen, was insbesondere auch die Sicherheit von Insassen bei Unfällen erhöht.
Stahlkomponenten sind im Automobil aber nicht nur in der Karosserie zu finden, sondern eigentlich überall. So sorgen zum Beispiel im Motor Kurbelwelle, Pleuel, Nockenwelle, Kipphebel, Ventile, Federn und Kugellager aus Stahl für den Antrieb, die hohe Temperaturen aushalten und zudem korrosionsbeständig sein müssen. Wellen und Zahnräder aus Stahl sorgen in Getriebe und Achsen für die nötige Kraftübertragung.
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© Penny Williams - Fotolia.com
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Hightech im Ackerbau: Mit Precision Farming, der informationsgeleiteten Präzisionslandwirtschaft, bauen schon einige Landwirte Produkte wie Mais, Weizen oder Kartoffeln auf eine neue, effiziente Art an. Mit Hilfe von Elektronik, EDV, Satellitenortung und Spezialsoftware werden Anbauverfahren und Betriebsabläufe in der Landwirtschaft deutlich besser geplant und durchgeführt. Daraus ergibt sich ein Gewinn für Landwirte, Verbraucher sowie Natur und Umwelt.
Werden bei herkömmlicher Anbaumethode Saat, Dünger und Pflanzenschutzmittel auf der gesamten Anbaufläche gleichmäßig verteilt, geht’s beim Precision Farming viel präziser. Mit Mikroelektronik und Navigationstechnik kann der Bauer die Art der Dosierung und die Tiefe der Einsaat bis auf wenige Meter den unterschiedlichen Bedingungen und Bodenqualitäten auf den Feldern anpassen. Denn Pflanzen und Böden benötigen zum Wachstum Nährstoffe in unterschiedlicher Menge und Qualität.
So können die Landwirte die Düngemittel wesentlich effizienter handhaben; auch die Umwelt wird durch gezielten und sinnvollen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln geschont – und schließlich profitieren die Verbraucher, die weniger gespritztes Obst und Gemüse zum Kauf angeboten bekommen. Andererseits müssen die Landwirte jedoch Bereitschaft zeigen, sich mit den neuen technischen Möglichkeiten auseinanderzusetzen und die Informationstechnologie-Programme auch mit stets aktuellen Daten füttern.
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© motodrone.de
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Hubschrauber, die in den 1920er bzw. 1930er Jahren erstmals gebauten Senkrechtstarter, wurden eigentlich zur sicheren und schnellen Personenbeförderung entwickelt. Die rotierenden Rotorblätter wirken wie Tragflächen von Flugzeugen, wobei allein durch deren Drehung Auftrieb erzeugt wird, so dass die Helikopter aufsteigen, ohne sich vorwärts zu bewegen. Durch die Veränderung der Winkel der Rotorblätter sind schnelle Seitwärts-, Vor- und Rückwärtsbewegungen möglich.
Heutzutage macht die Entwicklung besonders mit sogenannten Quadrokoptern große Fortschritte. Diese unbemannten Flugobjekte sind mit nur 400 Gramm extrem leicht, klein, wendig, bis zu 80 Stundenkilometer schnell. Die Computerchips der AFOs (Autonome Flugobjekte) werden so programmiert, dass die Quadrokopter im Einsatz selbstständig agieren können. Die Mini-Hubschraubern ähnlichen Drohnen passen sich anhand von eigenständig gesammelten Daten an stets veränderten Bedingungen an und treffen Entscheidungen quasi selbst.
Als Roboter der Lüfte beherrschen sie schon erste Grundübungen und fliegen z.B. mit Hilfe von Kameradaten oder GPS-Koordinaten autonom Strecken ab. So können sie hilfreiche Dienste beim Katastrophenschutz oder bei der Minenräumung leisten. Die meisten Forscher und Bastler der bisher kleinen Entwicklergemeinschaft schließen einen militärischen Einsatz aus, vielmehr treffen sich die Tüftler einmal jährlich bei der internationalen Meisterschaft für autonome Flugobjekte, der motodrone in Finowfurt nahe Berlin (nächster Termin: 13./14. Juni 2009), um sich in einem Drohnen-Wettkampf zu messen.
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motodrone
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© Brain AG
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Waschmittel sehen im Prinzip alle gleich aus. Meist sind es nur die Verpackung und der Preis, die Käufer zu dem einen oder anderen Produkt verleiten. Jetzt aber entwickelten Forscher ein Enzym, dass einen großen Unterschied ausmacht: Das vom Biotechnologieunternehmen Brain AG aus dem hessischen Zwingenberg entdeckte Waschmittelenzym macht es möglich, Wäsche bei 40 statt 60 Grad zu waschen und die gleiche Sauberkeit zu erreichen.
In lebenden Organismen spielen Enzyme eine entscheidende Rolle beim Stoffwechsel und steuern biochemische Prozesse von der Verdauung bis zum Kopieren der Erbinformationen. Schlüssel zur vielfältigen Nutzung solch spezieller Enzyme, wie die in Waschmitteln verwendeten, ist die „Entschlüsselung“ der Erbinformationen von nicht kultivierbaren Mikroorganismen und damit der Erforschung von Bauplänen natürlicher Stoffe. In der Folge konnten diese als so genannte Biokatalysatoren eingesetzten Enzyme in der chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie in der Nahrungsmittel- und Kosmetikindustrie eingesetzt werden, die Produktion steigern und die Umwelt entlasten.
Der Molekularbiologe Dr. Holger Zinke erhielt für die Forschungen in seinem mittelständischen Unternehmen den Deutschen Umweltpreis 2008. Denn allein bei Verwendung dieses Waschmittelenzyms könnten jährlich mehr als eine Million Tonnen des Treibhausgases Kohlendioxid allein in Deutschland eingespart werden, zudem kann die Menge an verwendetem Waschmittel verringert werden. Der feine, weiße Unterschied.
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© Áron Losonczi/Litracon
Schattenspiele durch Beton sichtbar - dank integrierter Glasfaser-Matten.
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An Beton führt beim Bau kein Weg vorbei. Mit Beton gegossene Decken, Wände oder Pfeiler sind in der Regel grau und ziemlich unspektakulär. Jetzt gibt es eine neue Form des Betons, die Architekten- und Designerherzen höher schlagen lässt: lichtdurchlässiger Beton.
Der ungarische Architekt Áron Losonczi hat dieses Prinzip zur Grundlage seiner Idee gemacht: In Feinbeton sind Tausende Glasfasern parallel zu einander angeordnet und verbinden sich aufgrund ihres kleinen Durchmessers (2 Mikrometer bis 2 Millimeter) mit dem Beton und leiten natürliches und künstliches Licht durch das feste Material. Das verblüffende Resultat: Durch eine Betonwand wird das Licht einer dahinter befindlichen Quelle transportiert und kommt durch das dichte Netz von optischen Fasern vor der Wand zur Geltung. So sind bestimmte Lichtmuster in Beton möglich, die die Abbildung von Licht und Schatten in vielfältigen Farben und Formen ermöglichen.
Der lichtdurchlässige Beton indes verliert durch sein neues „Innenleben“ nicht seine eigentlichen Eigenschaften und erfüllt damit die statischen und bauphysikalischen Anforderungen für seine Verwendung. Diese Schönheit hat aber ihren Preis: Kostet ein Kubikmeter herkömmlicher Beton zwischen 50 und 100 Euro, so liegt der Kubikmeter-Preis bei dem von Áron Losonczi gegründeten Unternehmen Litracon (abgeleitet von Light-Transmitting Concrete) bei etwa 20.000 Euro. Da liegt es auf der Hand, dass der lichtdurchlässige Beton eher bei Kunstobjekten oder der punktuellen Verkleidung von Fassaden zum Einsatz kommt als bei einer umfangreichen Verwendung bei üblichen Bauobjekten.
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© Louisa Knobloch - Fotolia.com
Die Lotusblume.
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Die Natur macht’s vor: Die Selbstreinigungskraft von Nelumbo nucifera, der Lotuspflanze, hat Nachahmung in vielfältiger Art und Weise auf technischen Oberflächen erfahren. Der Lotuseffekt ist Forschungsobjekt für Oberflächenversiegelungen. Kernelement dieses Phänomens ist die Wasser abweisende (hydrophobe), raue Oberflächenstruktur der Lotuspflanze.
Die selbstreinigende Eigenschaft der Lotuspflanze wurde erstmals in den 1970er Jahren entdeckt, aber erst 1989 vom Botaniker Wilhelm Barthlott experimentell anhand von mikroskopischen Studien erforscht. Ihm gelangt mit seinem Doktoranden Christoph Neinhuis, das natürliche Prinzip auf technische Oberflächen zu übertragen. Es ist aber nicht allein die Lotuspflanze, von deren Blättern Wasser einfach abperlt und sie gleichzeitig von Schmutzpartikeln, Pilz- und Bakterienbefall befreit. Dieses Prinzip wurde auch bei anderen Blätter wie bei Weißkohl, Schilfrohr, Kapuzinerkresse, Akelei und der Tulpe festgestellt – und sogar bei Tieren (Libellen- und Schmetterlingsflügel).
Barthlott und Neinhuis meldeten das Prinzip der Lotuspflanze zum Patent an und arbeiteten gemeinsam mit der Industrie an der technischen Umsetzung dieses Phänomens aus der Natur. Dachziegel, Fensterscheiben an Häusern und Autos, die Fassadenfarbe ‚Lotusan’, an denen der Schmutz mit dem Regenwasser sauber abperlt, oder auch selbstreinigende Kleidungsstücke sind heute erhältlich und erleichtern so manchem das Leben. Man denke nur an das Fenster im Dachgiebel…
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Kuriose Flugbahn des Roberto-Carlos-Freistoßes: die extreme Kurve nachgezeichnet.
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3. Juni 1997. Brasilien spielte in Lyon gegen Frankreich und Roberto Carlos hämmert aus zirka 35 Metern einen Freistoß auf noch heute verblüffende Art und Weise vorbei an der gegnerischen Mauer ins Tor der Franzosen. Es sah so aus, dass der flach geschossene Ball weit im Toraus landet, doch durch den extremen Effet drehte er sich nicht nur zur großen Überraschung des staunenden Torwarts Fabien Barthez noch Richtung Tor.
Was ist der Grund dafür, dass ein so angeschnittener Schuss am Ende noch die ‚Kurve bekommt’? Es handelt sich um den so genannten Magnus-Effekt; ein physikalisches Phänomen, das auf den deutschen Physiker Heinrich Gustav Magnus aus dem Jahr 1852 zurückgeht. Danach weist ein rotierender Ball ein Ungleichgewicht der Druckkräfte auf: Auf der Ballseite, die sich entgegen der Flugrichtung dreht, wird die Umgebungsluft beschleunigt, auf der anderen Seite wird sie hingegen gebremst. Und die Schusslinie ist schließlich gekrümmt.
Dabei hängt die Art der Krümmung auch noch von der Schussgeschwindigkeit ab: je langsamer, desto ausgeprägter ist die Kurve. Da die Geschwindigkeit des Balles nun einmal zum Ende des Schusses geringer ist, kann die Flugbahn also noch einen solch extremen Knick erfahren wie beim „Jahrhundert-Freistoß“ von Roberto Carlos.
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Erdwärmekraftwerk in Island.
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Schon die alten Römer, Gallier, Kelten und Germanen haben mit Thermen und Thermalbädern die Wärme aus dem Erdinneren genutzt. Erdwärme gilt als Energiequelle der Zukunft. Immer größerer Beliebtheit erfreuen sich mit Erdwärmepumpen ausgestattete Neubauprojekte, die sogar staatlich gefördert werden. Dieses neue Prinzip der Energieversorgung basiert auf der Überlegung, das gewaltige Energiepotenzial aus dem Erdinneren zu nutzen. Es ist zum einen absolut umweltfreundlich und zum anderen wird es aufgrund der begrenzten Vorräte an fossilen Brennstoffen und in Zeiten steigender Öl- und Gaspreise wichtiger denn je.
Im privaten Gebrauch kommen so genannte Erdwärmesonden-Systeme zum Einsatz, die nach dem Prinzip der Wasserzirkulation arbeiten. Zwei Bohrungen sind Erdinnere sind nötig. Über die eine Leitung wird ein Wasser-Sole-Gemisch hinuntergespült, das erhitzt wird und über die zweite Leitung wieder nach oben geführt wird. 40 bis 100 Meter Tiefe reichen schon aus, um das gewünschte Heiztemperaturniveau zu erreichen.
Dank neuer Technologien, insbesondere dem Hot-Dry-Rock-(HDR)Verfahren, gelangt man in mehrere Kilometer Tiefe Regionen der Erde, wo Temperaturen von 200 bis 300 Grad vorherrschen. Diese heißen Gesteinschichten werden geradezu als Durchlauferhitzer benutzt. Das Prinzip ist ähnlich wie bei den Erdwärmesonden: Über eine Bohrlochleitung wird Wasser in den Untergrund gespült, das dann – bedingt durch die höheren Temperaturen - als Wasserdampf über eine andere Bohrlochleitung wieder nach oben gefördert wird. Und über Turbinen wird schließlich Strom erzeugt.
Größtes Potenzial für die Erdwärmenutzung besteht in Island. Aufgrund von 37 aktiven Vulkanen herrschen hier nur wenige Hundert Meter unter der Oberfläche Temperaturen von bis zu 350 Grad vor. Hier werden schon 90 Prozent aller Haushalte mit Erdwärme versorgt. Ziel ist es, bald komplett unabhängig von fossilen Brennstoffen zu sein.
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Viele Phänomene aus der Natur fanden Niederschlag in der Welt der Technik. Der Lotuseffekt - von Blättern der Lotuspflanze perlt Wasser besonders gut ab – verhalf den Forschern, selbst reinigende Dachziegel, Fassadenfarbe oder Fensterscheiben zu entwickeln.
Aus den Meerestiefen in luftige Höhe: Die Hautschuppen des Hammerhais weisen mikroskopisch kleine, in Strömungsrichtung verlaufende Rillen auf, die die Entstehung von störenden und daher bremsenden Querströmungen verhindern. Die Schuppen sind nur 0,15 bis 0,5 Millimeter groß. Durch die Schuppen verbrauchen sie bei ihrer Fortbewegung weniger Energie und können schneller schwimmen. In Anlehnung daran wurden Folien entwickelt, die in der Schiff- und Luftfahrt zum Einsatz kommen. In Strömungsrichtung angeordnet reduzieren die Rillen die Querströmung und so die Reibung. Sie bescherten dem amerikanischen Segler Dennis Connor 1987 einen Sieg beim America’s Cup, und bei Linienflugzeugen konnte der Kerosinverbrauch deutlich verringert werden. Man spricht von so genannten Riblet-Folien (englisch: riblets = kleine Rippen). Der Ingenieur Dietrich W. Bechert von der Abteilung Turbulenzforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) an der TU Berlin entwickelte Anfang der 90er Jahre eine solche besonders reibungsarme Flugzeug-Oberfläche, wodurch bei einem Airbus der Spritverbrauch um sechs Prozent gesenkt werden konnte. Neue Forschungsergebnisse ermöglichen eine Reduzierung von bis zu zehn Prozent.
Bionik, die sich mit der Umsetzung von in der Natur vorkommender Phänomene in technischen Innovationen befasst, ist auch an Hochschulen ein Lehrfach. So bieten einige das Fach Bionik als Zusatzstudiengang oder Vertiefungsfach an. Die Hochschule Bremen hat zum Wintersemester 2003/2004 den weltweit ersten internationalen Studiengang im Fachbereich Schiffbau, Meerestechnik und Angewandte Naturwissenschaften eingerichtet.
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Studiengang Bionik an der Hochschule Bremen
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Das neue Super-schwarz (rechts) im Vergleich zum zuvor dunkelsten Schwarz.
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Schwarze Löcher haben ihren Namen bekommen, weil sie dem menschlichen Auge vollkommen schwarz erscheinen. Elektromagnetische Wellen, wie etwa sichtbares Licht, können sie nicht verlassen.
Das schwärzeste Schwarz auf der Welt wurde jetzt mit Hilfe von Nanotechnologie entwickelt, die aufgrund ihres Potenzials für Veränderungen ganzer Technologiefelder als Schlüsseltechnologie gilt. Forscher aus den USA haben eine Ansammlung von mikroskopisch kleinen Kohlenstoff-Nanoröhrchen geschaffen, Sie schlucken fast 100 Prozent des einfallenden Lichts. Im Gegensatz zu normaler schwarzer Farbe, die fünf bis zehn Prozent des einfallenden Lichts spiegelt, reflektiert die Oberfläche dieses Nano-Teppichs gerade einmal 0,045 Prozent allen Lichts, das darauf fällt.
Die Röhrchen sind so winzig, dass 400 davon nebeneinander in ein menschliches Haar passen würden. Das Licht wird zwischen den Säulen eingefangen. Verstärkt wird der Effekt dadurch, dass die Oberfläche des Nano-Teppichs uneben ist.
Da die Entdeckung erst zu Jahresbeginn vorgestellt wurde, sind erst wenige mögliche Einsatzgebiete bekannt. So kann die Gewinnung von Solarenergie gesteigert werden. Die hohe Absorptionsfähigkeit des neuen Nano-Schwarz könnte auch zu Tarnzwecken eingesetzt werden. Denn in Versuchen wird bereits getestet, inwieweit neben Licht auch andere Wellenlängen in dem Nano-Teppich eingefangen werden; so zum Beispiel Infrarot- und ultraviolettes Licht, das für Kommunikationsanwendungen – unter anderem auch im militärischen Bereich - benutzt wird.
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Dass Wilhelm Conrad Röntgen 1895 erste unsichtbare Strahlen entdeckt hat, ist hinlänglich bekannt. Auch dass die daraus entstandene Röntgendiagnostik die Medizin revolutionierte. In Russland machte jetzt, über 100 Jahre später, „das Mädchen mit dem Röntgenblick“ auf sich aufmerksam. Natalia Demkina aus Saransk kann angeblich ohne technische Hilfe in die Körper anderer Personen schauen. Das jedenfalls hat die junge Dame schon mehrfach demonstriert und ihre – teilweise fachkundigen – Zuschauer auch überzeugt.
So stellte sie mit ihren „Röntgenaugen“ bei ihr unbekannten, angezogenen Personen die richtige medizinische Diagnose. Als 17-Jährige beschrieb sie vor vier Jahren Knochenbrüche an der richtigen Stelle, erkannte, wo bei einer Patientin Schrauben implementiert wurden und entdeckte fehlende Organe. Diese geräteunabhängige Form der Abbildung des Körperinnern faszinierte selbst die russische Chefärztin Irina Katschan, die in einer britischen Fernsehsendung sagte: „Der Prozentsatz der von ihr richtig diagnostizierten Fälle ist sehr hoch.“
Eine Erklärung dieses Phänomens gibt es nicht, eine wissenschaftliche Anerkennung schon gar nicht. Seitdem ist es still geworden um Natalia Demkina, deren Fähigkeit wenigstens den Vorteil hätte, dass bei ihrer Aufnahme des Körperinneren keine gefährliche Strahlung entsteht. Aber nicht nur deshalb sind die Mediziner gut beraten, ihre Diagnose anhand von Röntgenbildern vorzunehmen. Schließlich kann „das Mädchen mit dem Röntgenblick“ nicht an vielen Orten gleichzeitig auf der Welt sein. Da hören ihre Kräfte spätestens auf.
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Was machen eigentlich Astronauten, wenn sie im Weltraum ernsthaft krank werden? Dass man so gut wie nie von einem Totalausfall im All hört, liegt sicherlich daran, dass Raumfahrer zu den gesündesten Menschen dieser Welt gehören. Umfangreiche Testreihen, Sport und eine gesunde Ernährung sind für die Vorbereitung auf einen Raumflug obligatorisch. Jeder Astronaut muss zudem eine medizinische Ausbildung absolvieren. Spritzen geben, Blut abnehmen und sogar einen Luftröhrenschnitt vornehmen – Grundfertigkeiten, die jeder Raumfahrer ohne mit der Wimper zu zucken beherrschen muss. Jeweils ein Mitglied der Crew hat eine spezielle Notfallausbildung durchlaufen und gilt als „Medical Officer“. Wurden Astronauten früher permanent von der Bodenstation aus überwacht, sieht man dies heute etwas entspannter. Die Hauptfunktion der Ärzte im Kontrollzentrum ist vielmehr die Überwachung der lebenserhaltenden Systeme an Bord, also die Geräte, die für Sauerstoff, Luftfeuchte und Temperatur verantwortlich sind. Dass so wenig über Krankheiten an Bord eines Raumschiffs bekannt ist, hat übrigens auch noch einen anderen Grund: Die medizinisch ausgebildeten Kosmonauten unterliegen wie „ganz normale“ Ärzte der Schweigepflicht.
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Manchmal gibt es natürlich auch Ausnahmen vom Pulver-Drink. So geht die Legende, dass vor Jahren eine MIR-Besatzung an Silvester eine Magnum-Flasche guten russischen Krim-Sekt in die Umlaufbahn schmuggelte. Bevor es zum Anstoßen kam, verursachte das Öffnen allerdings eine ungeahnte klebrige Sauerei in der Schwerelosigkeit. Stundenlange Reinigungsarbeiten waren die Folge. Durch dieses Malheur blieb den Astronauten allerdings eins erspart: Die Rülpserei!
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© christoph blum
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Der Schuss wird ausgelöst, weil alle für die Explosion nötigen Komponenten, also auch der Sauerstoff, bereits in der Treibladung der Patrone enthalten sind. Ein Grund übrigens, warum eine Schusswaffe auch unter Wasser funktioniert. Im All würde man zwar das Mündungsfeuer sehen, einen Knall hört man allerdings nicht, da Schall nun mal nur durch die Luft übertragen werden kann. Ein Rückstoß ist aber auf jeden Fall vorhanden. Schließlich bewegt sich eine Rakete mit demselben Prinzip durchs All. Gas in die eine Richtung – Schub in die andere. Was allerdings fehlt, sind Schwerkraft und Luftwiderstand. Letzterer bremst die Geschwindigkeit auf der Erde etwas ab. Im Weltraum fliegt das Geschoss hingegen so schnell, wie es ursprünglich von der Explosion beschleunigt wird. Die Schwerelosigkeit bewirkt, dass die Kugel mit unverminderter Geschwindigkeit durchs All fliegen würde. So lange bis das Geschoss gegen ein Hindernis knallt oder von der Gravitation eines größeren Himmelskörpers abgelenkt wird. Allerdings schindet die Geschwindigkeit, mit der sich das Geschoss bewegt, nur hier auf der Erde Eindruck. Ein Space Shuttle fliegt schließlich mit rund 27.000 km/h neun Mal so schnell …
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