Mini-Tornado Ahornsamen fliegen mit Wirbel-Trick

Wenn ein Ahornsamen kreiselnd in der Luft schwebt, nutzt er die gleiche Flugtechnik wie zahlreiche Tierarten. Das haben Forscher mit ausgeklügelten Modellen gezeigt. Sie wollen das Prinzip nun bei Mini-Hubschraubern zum Einsatz bringen.


Washington - Wenn Ahornsamen vom Baum fallen, fangen sie nach kurzer Zeit an, sich um ihre eigene Achse zu rotieren. Diese sogenannte Autorotation erzeugt Auftrieb und sorgt dafür, dass die Samen länger in der Luft bleiben. So haben sie bessere Chancen, von einem Windstoß in eine neue Heimat getragen zu werden.

Doch wie genau es die kleinen geflügelten Samen schaffen, einen im Bezug auf ihre Größe und Geschwindigkeit verhältnismäßig starken Auftrieb zu erzeugen, war bisher unbekannt. David Lentink von der Universität Wageningen in den Niederlanden und seine Kollegen liefern nun im Fachmagazin "Science" eine Erklärung: Der Ahornsamen erzeugt über der oberen Kante seines Flügelchens einen tornadoartigen Wirbel, der ihn nach oben zieht. Insekten, Fledermäuse oder auch Kolibris nutzen dieselbe Technik.

Lentink und seine Kollegen hatten fünf- bis zehnfach vergrößerte Kunststoffmodelle von Ahornsamen gebaut. Von einem Roboterarm ließen sie sie in einem mit Öl gefüllten Tank so drehen, als würden sie in der Luft schweben. Dabei wurde die Versuchsanordnung mit einem kraftvollen Laser beleuchtet. Winzige Glaskügelchen im Öl halfen, die Strömung rund um den Modellsamen sichtbar zu machen. So erkannten die Forscher einen Wirbel, der beim Rotieren direkt oberhalb der Flügelvorderkanten entstand.

Auch ein Test in einem rauchgefüllten Windkanal mit 32 echten Ahornsamen bestätigte die Beobachtungen: Die tornadoartigen Wirbel über den Flügeln waren deutlich sichtbar (siehe Fotostrecke). Die charakteristischen Wirbel hatten Wissenschaftler auch schon über Insekten-, Fledermaus- und Kolibriflügeln entdeckt, wenn die Tiere in der Luft zu stehen scheinen.

Evolution erfand die Tornado-Technik gleich mehrmals

Die Evolution hat die Tornado-Technik also offenbar gleich mehrmals erfunden - und zwar sowohl im Tier- als auch im Pflanzenreich. Lentink und seine Kollegen glauben, dass es ein effizientes System für anspruchsvolle Flugleistungen ist, das mit relativ wenig Aufwand gute Ergebnisse liefert. Für die Ahornbäume bedeute das beispielsweise, dass sie ihre Ressourcen vor allem in den Samen selbst investieren können und nicht viel Energie benötigen, um dessen Verbreitung voranzutreiben.

In Zukunft, so hoffen die Forscher, könnte das Prinzip möglicherweise das Design von rotierenden Fallschirmen inspirieren, mit deren Hilfe Sonden auf fremden Himmelskörpern landen könnten. Auch Mini-Fluggeräte könnten sich des Ahorn-Designs bedienen. Bei ihnen geht es ebenfalls darum, mit wenig Energie weite Strecken zu fliegen. So habe der Flugzeugbauer Lockheed Martin bereits mit Kameradrohnen experimentiert, die sich am Vorbild des Ahornsamens orientiert hätten. Allerdings sei das Projekt zwischenzeitlich eingestellt worden.

chs/ddp



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