Engineering für Tekkies und solche, die es werden wollen

by Andrea Baum
Engineering spielt auch in der NASA-Mars-Kolonie eine Rolle
Engineering: Es soll ja Menschen geben, die in die Glaskugel schauen, um die Zukunft vorherzusehen. Nicht sehr innovativ, oder?

Die Zukunft des Engineerings

be inspired.

Hier kommen Hinweise darauf, wie die Zukunft des Engineerings wirklich aussehen kann und in manchen Punkten wird.

Engineering-Bereich: Fakten und Möglichkeiten

Dabei ist nicht alles nur eine Frage der Technik – sondern auch der ethischen bis datenschutzrechtlichen Vorgaben. Doch so wichtig diese im Engineering-Bereich ebenfalls sind, so neugierig fokussieren wir uns heute darauf, was schon Fakt ist und möglich sein wird. Du bist gespannt? Dann leg die Kugel jetzt mal schön beiseite!

Erneuerbare Energien mit wunderbaren Chancen?

Windenergie, Wasserkraft, bis hin zu Wellen- und Gezeitenenergie: Bei Erneuerbaren Energien legen sich Forscher weltweit ins Zeug. Doch sprechen wir von Zukunft, haben wir zwei Bereiche ebenfalls im Kopf. Erstens: Wasserstoff! Als Energiestoff der Zukunft sehen ihn Experten etwa in der Stahlindustrie und in großen Fahrzeugen wie LKW, Lokomotiven oder Flugzeugen. Ein Wasserstoffauto ist dann nichts anderes als ein Elektroauto – jedoch verbaut mit einer Brennstoffzelle statt großen schweren Batterien. Doch es hakt noch. Vor allem am Wirkungsgrad bei der Erzeugung von grünem Wasserstoff und daran, dass diese selbst extrem viel grünerzeugten Strom durch Windräder benötigt – von denen es aber noch lange nicht genug gibt. Zweitens: Kernfusion! Angelehnt ist sie an die Energieproduktion der Sonne, wo die Kerne von Wasserstoffatomen bei 200 Mrd. Bar und 15 Mio. °C zu Helium fusionieren. Die Aussicht auf unbegrenzt saubere Energie fesselt viele Forschungsprojekte. Zum Beispiel hat der Testreaktor Wendelstein 7X einen neuen Rekord aufgestellt – indem er 1,3 Gigajoule umsetzte. Das sind satte 361,111 111 111 11 kWh! Ja, richtig gelesen! Und nun schau dir das an:

Engineering Zukunft - Thorium Reaktor

Wird Biomedizin neue Kräfte entwickeln?

Geht es um neue Medikamente und Therapien, entwickelt Biomedizin ein geradezu einzigartiges „Körperbewusstsein“. So sollen künstliche Organe wie Herzen oder Lungenflügel bald per 3D-Druck herstellbar sein und echte, leider fehlende Spenderorgane ersetzen. Winzige Nanomaterialien, nur mit 1 nm bis 100 nm groß, werden dagegen heute schon genutzt. Etwa bei Implantaten, deren nanostrukturierte Oberflächen das Einwachsen fördern und Entzündungen hemmen. Zudem sorgen Neuroimplantate an elektrischen Nervenbahnen von Rückenmark und Gehirn für Tiefenstimulierung bzw. helfen sie, Depressionen und Zwangsstörungen zu vermindern. Robotik indes unterstützt Spezialisten/innen im OP-Saal. Das bedeutet: hohe Präzision auch bei sehr komplexen Operationen sowie weniger Ermüdung als beim stundenlangen Arbeiten mit klassischen laparoskopischen Instrumenten. Zudem überwachen Kameras die Operationen und bewahren den Arzt vor möglichen Fehlern.

Erreicht der 3D Druck  ungeahnte Sphären?

Hättest du gedacht, dass gesunde Snacks einmal aus dem 3D-Drucker kommen würden? Im Rahmen von Personalized Nutrition? Diese Technologie wertet deine Personen- und Gesundheitsdaten aus und steckt sie einem 3D-Drucker, der dann auf deine Bedürfnisse abgestimmt kocht, nein, printet. Zwar ist dies noch Zukunftsmusik – ökologisch wäre so eine gezielte Zubereitung aber allemal, weil eine Alternative zu Überproduktion und Lebensmittelverschwendung. In der Industrie dagegen wird schon richtig gut 3D-gedruckt – von Prototypen für die Automobilbranche bis hin zu Gussformen für die Metallindustrie. Und ohne die Bodenhaftung verlieren zu wollen: Tausende Kilometer über uns sind autarke Kolonien auf anderen Planeten denkbar. Deshalb forscht man zu 3D-Druckverfahren, mit denen Werkzeuge, Rover und sogar komplette Gebäude live on planet erstellt werden sollen. ESA, NASA, etc. liefern sich ja schon länger ein Rennen um die Orbit-Hoheit. Und natürlich plant auch China seine eigene Mondbasis namens „Lunar Pot Vessel“. – „Housten, haben wir ein Problem?“

Engineering spielt auch in der NASA-Mars-Kolonie eine Rolle
ESA, NASA und andere forschen bereits an 3D-Druckverfahren, mit denen Werkzeuge, Rover und sogar komplette Gebäude direkt auf einem anderen Planeten hergstellt werden können. Bild: (c)NASA

Welche Höhenflüge kommen da noch?

Checken wir jetzt noch kurz die Zukunft, die sich in gewohnteren Höhen abspielt. Die Luftfahrt soll nachhaltiger werden. Deshalb arbeiten Forscher und Ingenieure beispielsweise an elektrischen oder hybriden Antriebssystemen. Auch das Thema Urban Air Mobility, also die Erweiterung des städtischen Transports in den Luftraum, wird immer wichtiger. Hier spielen auch VTOL-Fahrzeuge eine Rolle, die in der eng bebauten Urbanität senkrecht starten und landen können. Und dann gibt es noch einen Ingenieurtraum, von dem man heute noch nicht weiß, ob er jemals Realität werden wird: der Hyperschall-Wasserstoff-Jet. Emissionsfrei mit über 60.000 km/h fliegen? Die Gefühle heben ab! Doch fragen wir uns, ob die Herausforderungen gelöst werden können. Etwa diverse Triebwerksarten in einer kompakten leichten Konstruktion miteinander zu kombinieren. Oder die Aerodynamik: Das Jet-Design muss bei Hypergeschwindigkeiten extrem schlank und schnittig sein. Apropos „hyper“!

Hyperschall Flugzeug
Ein neues Hyperschallflugzeug könnte bald große Distanzen mit hoher Geschwindigkeit überbrücken.

Deine ganze Energie für die Zukunft

Engineering ist ein vielfältiger Bereich und unverzichtbar für eine Gesellschaft, die sich ständig weiterentwickelt. Willst du später einmal daran teilhaben, mit neuen Ideen und Lösungen? Dann informiere dich jetzt, welche Möglichkeiten es für dich gibt, Engineering zu studieren!

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