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In Rossendorf startet 2020 künstlicher Erddynamo

Der DRESDYN soll 2020 starten. Hier ein 3D-Modell der Anlage. Abb.: SBS

Der DRESDYN soll 2020 starten. Hier ein 3D-Modell der Anlage. Abb.: SBS

Vorstudie: Taumelbewegung der Erde ist wohl mitverantwortlich für die Entstehung des Lebens

Dresden, 12. März 2018. Der flüssige Eisenkern der Erde war mitentscheidend dafür, dass auf unserem Planeten Leben entstehen konnte: Das flüssige Metall erzeugt nach gängiger wissenschaftlicher Meinung ähnlich wie ein Kraftwerks-Generator ein Magnetfeld, das alle Pflanzen, Tiere und Menschen vor der tödlichen Strahlung aus dem All schützt. Wie genau dieses schützende Feld ganz ohne technische Vorrichtungen entstehen konnte, wollen Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Dresden Rossendorf (HZDR) mit einer spektakulären Anlage nachstellen.

Flüssiges Natrium wälzt sich durch einen Zylinder

2020 soll auf dem HZDR-Gelände der „DRESDYN“, der „Dresdner Dynamo“ sich zu drehen beginnen. Dabei handelt es sich um einen in zwei Achsen drehbaren Behälter, der mit dem flüssigen Metall Natrium gefüllt ist. Die zwei Drehbewegungen sollen letztlich die Taumelbewegung („Präzession“) der Erde auf ihrer Ellipsenbahn um die Sonne nachstellen. In einem Vorstudie mit Simulationen, einem sechsmal kleineren und nur mit Wasser gefüllten Zylinder und Ultraschall-Analysatoren hat ein Team um Dr. Frank Stefani vom HZDR-Institut für Fluiddynamik nun gezeigt: Im Kleinen funktioniert das Konzept, der DRESDYN hat alle Chancen darauf nachzuweisen, wie das Erdmagnetfeld vor Milliarden Jahren natürlich angesprungen ist.

Präzession als natürlicher Antrieb

„Unser Experiment soll den Nachweis liefern, dass die Präzession als natürlicher Antrieb einer Strömung ausreicht, um ein Magnetfeld zu erzeugen“, betonte Studienautor Dr. André Giesecke. „Zu unserer Überraschung konnten wir in einem gewissen Bereich der Präzessionsrate eine symmetrische Doppelrolle beobachten, die schon bei einer magnetischen Reynoldszahl von 430 einen Dynamo liefern sollte.“ Zur Erklärung: Die Reynoldszahl ist das Produkt aus Strömungsgeschwindigkeit, Ausdehnung und Leitfähigkeit. Sie stammt aus der Strömungslehre und beschreibt die „Anfälligkeit“ einer Flüssigkeit zu Turbulenzen.

Anspruchsvolle Konstruktion

Konstruiert wurde der DRESDYN-Kern durch die SBS Bühnentechnik aus Dresden. Vor allem die stabile Aufhängung des doppelt rotierenden Zylinders war dabei eine Herausforderung: Der Stahlbehälter hat zwei Meter Durchmesser und enthält acht Tonnen flüssiges Natrium. Er soll sich bis zu zehnmal pro Sekunde um eine Achse und einmal pro Sekunde um eine zweite, dazu geneigte Achse drehen. Die dabei wirkenden mechanischen Kräfte sind erheblich. Inklusive des speziell gesicherten Gebäudes kostet die Forschungsanlage rund 23 Millionen Euro.

Autor: Heiko Weckbrodt

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