Bionik heißt das Fachwort: Schon lange lassen sich Forscher und Entwickler von Vorbildern aus der Natur inspirieren, um verschiedene technische Herausforderungen zu meistern. Denn die biologischen Konzepte sind stark optimiert, da sie teils auf Jahrmillionen der Evolution basieren. Besonders in der Luftfahrttechnik richtete sich der Blick auf die Flugkünstler der Natur – die Vögel, Fledermäuse und Insekten. Bis heute liefern sie wichtige Anstöße für Konzepte beim Design von Flugzeugen oder Drohnen. Ein Blick in die Vergangenheit der „tierischen Luftfahrt“ ist in der Bionik hingegen bisher unüblich, berichten die Forscher um Liz Martin-Silverstone von der University of Bristol.
Paläontologie als Inspirationsquelle für die Technik?
Wie sie erklären, ist ein Grund dafür, dass paläontologische Informationen traditionell eher ungenau erscheinen, da sie oft auf der Untersuchung fragmentarischer Fossilien beruhen. Inwieweit dies wirklich zutrifft, haben Martin-Silverstone und ihr Kollegen nun hinterfragt. Sie haben dazu Studien über Flugsaurier (Pterosaurier) und andere fossile Flugspezialisten ausgewertet. Ihr Fokus lag dabei auf der Frage, ob sich Potenziale für die bioinspirierte Flugtechnologie abzeichnen.
Wie die Forscher berichten, gibt es einige Pterosaurierfossilien, die erstaunlich detaillierte Einblicke in die Anatomie ihrer Flügel und damit ihrer Flugfähigkeiten gewähren. Besonders interessant ist bei diesen Tieren, dass ihre Konzepte ausgesprochen lange erfolgreich waren und erstaunliche Leistungen ermöglichten: Ihre zahlreichen Vertreter flogen rund 160 Millionen Jahre lang über den Himmel – viel länger als es die Vögel bisher geschafft haben. Sie brachten auch die größten und schwersten Wesen hervor, die sich jemals in die Luft erhoben haben: Mit über zehn Metern Spannweite schwebten diese Giganten einst über den Horizont. Die Flugsaurier starben auch nicht etwa aus, weil sie „veraltete Modelle“ waren: Der Asteroideneinschlag vor etwa 65 Millionen Jahren fegte sie gemeinsam mit den Dinosauriern gewaltsam von der Bühne der Evolutionsgeschichte.
Auf manche Fossilien lohnt sich der Blick
Aus der Sicht der Bionik stellt sich vor allem die Frage, wie sich diese großen Tiere in die Luft beförderten und wie ihre Flugmembranen den aerodynamischen Belastungen standhalten konnten. Denn dabei handelt es sich um Aspekte, die nach wie vor eine technische Herausforderung darstellen. “Es gibt zwei oder drei absolut erstaunlich detailliert erhaltene Pterosaurierfossilien, die die verschiedenen Schichten innerhalb der Flügelmembran erkennen lassen und uns somit Einblicke in ihren Feinbau geben können“, berichtet Martin-Silverstone. Einige Fossilien sind auch so gut erhalten, dass die Verbinungen der Flughäute mit dem Körper erkennbar sind, berichten die Wissenschaftler. “Selbst wenn die Form des Flügels nicht genau erkennbar ist, könnte man durch die Kenntnis der Membranverankerung die Wirksamkeit verschiedener Flügelformen modellieren und bestimmen, welche unter natürlichen Bedingungen am besten funktionierten“, so Martin-Silverstone.
