zdi-Netzwerk Gelsenkirchen: 20 Schüler erleben Stratosphärenflug

Wetterballonfahrt

Kürzlich kehrten 20 Schülerinnen und Schüler der Gesamtschule Berger-Feld mit Kurzpräsentationen ihrer Erlebnisse von einer sehr außergewöhnlichen dreitägigen Forschungsmission am Rande des Weltalls zurück.

Das vom Wissenschaftspark Gelsenkirchen koordinierte zdi-Netzwerk hatte 20 Schüler der Klasse 9 an der Gesamtschule Berger Feld zu einem „Stratosphärenflug“ mit einer selbst entwickelten Forschungsstation eingeladen. Und obwohl die Schüler durchgängig im Distanzunterricht waren - und noch nicht einmal den Schulhof betreten durften, ist das Experimente in jeder Hinsicht geglückt.
Die Forschungssonde startete am Dienstagmorgen mit einem Helium-Ballon um 9.34 Uhr vom Schulhof Berger Feld und erreichte nach rund zwei Stunden die Stratosphäre.
In Höhe von etwa 10 Kilometern wurde die tiefste Temperatur mit rund minus 50,5 Grad Celsius gemessen. Gut 35 Kilometer über der Erde platzte der Ballon und landete 30 Minuten später wohlbehalten im Sauerland. Dort wurde er von einem Profi-Team geborgen, das den Schülern die Daten, die die Station auf ihrem Flug gesammelt hatte, zur Auswertung und Interpretation zur Verfügung stellte.
„Der Stratosphärenflug verlangt den Schülern ganz unterschiedliche
Kenntnisse aus den MINT- Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik – Fächern ab. Mit einer Prise Abenteuer wird ,nebenbei` vermittelt, wie wichtig naturwissenschaftliches Verständnis ist, wie und an welchen Problemstellungen Ingenieure arbeiten und wie wichtig Teamarbeit für einen Projekterfolg ist. So können wir den Jugendlichen Erfolgserlebnisse für eine spätere Berufswahl im natur- oder ingenieurwissenschaftlich geprägten Branchen verschaffen, und darauf kommt es am Ende an“, sagt Dr. Thorsten Balgar vom Wissenschaftspark Gelsenkirchen, der das Experiment über das zdi-Netzwerk
Gelsenkirchen mit Unterstützung der Sparkasse Gelsenkirchen organisiert hatte.
„Für den Stratosphärenflug müssen die Schüler physikalische und technische Bedingungen bei hohen Minustemperaturen berücksichtigen,
Wetterlagen einschätzen, GPS-Ortungstechniken kennen, Flugrouten- und
Helium-Mengen berechnen, optimale Konstruktionen mit Datenlogger und
Kamera bauen, Daten aus der geborgenen Station auslesen und interpretieren“, zählt Lehrer Ömer Özkan die Herausforderungen auf, die seine Schüler meistern mussten. Corona-Inzidenz-bedingt gab es zu alldem diesmal in Gelsenkirchen auch noch ein paar Extraherausforderungen on top. So hatte Özkan selbst alle Hände voll zu tun und musste nicht nur die Projektphase digital meistern, sondern auch den Ballonstart ganz ohne Schüler, allerdings mit Unterstützung der Firma Stratoflights, auf dem Schulhof organisieren.
Am ersten Tag erhielten die Schüler eine Einleitung in das Projekt und die notwendigen Technologien. Schritt-für-Schritt wurden die physikalischen und technischen Herausforderungen diskutiert, die die naturwissenschaftlichen Limitationen in verschiedenen Höhen mit sich bringen. So wurde beispielsweise die Frage diskutiert, welche Materialien sehr leicht sind und dennoch gut isolieren. In der Stratosphäre können Temperaturen bis zu minus 65° Celsius herrschen. Auf der Suche nach technischen Lösungen für die Mission mussten komplexe Berechnungen durchgeführt werden - zum Beispiel die optimale Heliumfüllmenge unter Berücksichtigung von Gewicht und Flugweite und unter Einbeziehung der Wetterlage.
Und das Verständnis für die GPS-Technik und die Funktionsweise von Satelliten ist Voraussetzung für die Ortung. Eigene Ideen zur Konstruktion der Sonde wurden anhand von Zeichnungen und Modellen diskutiert. Das Team der Firma Stratoflights baute die Sonde unter Anleitung der Schüler*innen und erklärte dabei die Funktionsweise der einzelnen Elemente wie Datenlogger und Kamera.
Der zweite Tag startete mit einem Check des Equipments. Danach wurde und der Ballon mit Helium gefüllt. Mit Selfies an Bord wurde die Sonde auf die Reise geschickt. Den Countdown auf dem Schulhof, normalerweise ein Höhepunkt des Experiments, übernahmen diesmal zufällig anwesende Schüler einer Abschlussklasse, die kein Corona-Schulhofverbot hatten.
Alle fünf Minuten sendete einer der GPS-Tracker aus der Forschungsstation Positionsdaten. So konnten die Schüler das Bergungsteam zum Landeort in Rüthen bei Warstein im Sauerland lotsen, wo sie über Live-Stream und WhatsApp-Gruppe aktiv eingebunden waren. Am dritten und letzten Tag wurde das Filmmaterial der Kamera gesichtet. Die Experimente werden ausgewertet, die gesammelten Messdaten anhand von Leitfragen interpretiert und in Kurzpräsentationen zusammengestellt. Derzeit laufen Gespräche des zdi-Netzwerks Gelsenkirchen über eine mögliche Neuauflage des Experiments mit einer weiteren Schule in Gelsenkirchen.
Weitere Informationen: www.zdi-gelsenkirchen.de.