Physikunterricht am Rande des Weltalls

Eine Gruppe von Schülern führte am Schulfest des Jakob-Brucker-Gymnasiums am 25.7.19 ein besonders spannendes Experiment durch. Wetterballon-Experimente, die bisher großen Institutionen vorbehalten waren, können mittlerweile auch an Schulen in Angriff genommen werden. Ein mit Helium gefüllter Ballon steigt mit Hilfe einer Sonde in Höhen bis zu 40 Kilometern auf. Die Sonde ist mit Digitalkameras ausgestattet, die vom Beginn des Aufstiegs bis zum Rand der Stratosphäre spektakuläre Bilder liefern sollen. In dieser Höhe ist bereits die Erdkrümmung zu erkennen und der Horizont kehrt sich um, so dass er unten blau und oben schwarz erscheint. Durch den geringen Druck in 40 km Höhe platzt der Ballon und die Sonde gleitet an einem Fallschirm zur Erde zurück. Die Position der Sonde wird anschließend mit Hilfe eines GPS-GSM-Trackers an die Bergungscrew übermittelt. Da der Ballon das Handynetz bereits nach wenigen hundert Metern verlässt, ist er ab diesem Zeitpunkt im Blindflug unterwegs und die Bergungscrew erfährt dessen genaue Position erst nach erfolgter Landung.

Die Planungen und Vorbereitungen wurden von fünf Schülern der 10. und 11. Jahrgangsstufe mit Unterstützung von zwei Lehrkräften durchgeführt. Neben dem Zusammenbau der Sonde galt es Wetterdaten und die mögliche Flugroute zu bestimmen, um zu vermeiden, dass man in den österreichischen Luftraum eindringt. Die Deutsche Flugsicherung musste ihre Genehmigung erteilen und der Ballon versichert werden. Der für die Eröffnungsfeier des Technikums geplant Start im März 2019 musste leider verschoben werden, da das Wetter nicht mitspielte. Schneefall und Höhenwinde, die den Ballon in den österreichischen Luftraum getrieben hätten, machten das Vorhaben zunichte.

So weit der Plan. Am Mittwoch, 24. Juli, um 17 Uhr war es dann soweit. Die Spannung war groß, da man den Start im Vorfeld nicht proben konnte; ein Live-Experiment ohne doppelten Boden. Doch das physikalische Experiment gelang. Der Ballon wurde mit 4.000 Litern Helium gefüllt und die Sonde fest verknotet. Gespannt fuhr ein Großteil des Teams an den vorhergesagten Landeort in der Nähe von Bad Grönenbach. Jedoch bliesen die Höhenwinde den Ballon zurück nach Kaufbeuren, wo er in der Nähe der Mooshütte landete. In der Abenddämmerung musste die Suche nach der Sonde schließlich abgebrochen werden. Am folgenden Morgen aber vermeldeten die Schüler um 9:50 Uhr: „Wir haben den Ballon gefunden.“ Nach insgesamt drei Stunden Suche hielten sie dann endlich die heißbegehrte Sonde wieder in ihren Händen.

Bis dahin hatte alles mehr oder weniger reibungslos geklappt. Nach Sichtung des Filmmaterials kam die Ernüchterung, beide GoPro-Kameras hatten lediglich die ersten Minuten nach dem Start aufgezeichnet. Nach langer Fehlersuche und Auswertung des Datenloggers war die Ursache gefunden. Die sehr hohen Temperaturen von weit über 30°C hatten dazu geführt, dass es in der Sonde zu heiß wurde und die Sicherheitseinstellung der GoPros die beiden Kameras abschaltete. Die heißersehnten Bilder der Stratosphäre lassen also bis zum nächsten Start auf sich warten. Doch auch ohne die „Kirsche auf der Sahne“ ist den Jungs ein beeindruckender Projektfilm gelungen, der in Kürze auf der Homepage (www.jakob-brucker-gymnasium.de) des JBG zu sehen sein wird.

Das Team

Max Gruber und Daniel Sommer waren für die Bergung des Ballons mittels Trackern verantwortlich. Gabriel Chmiel war der Mann für die spektakulären Filmaufnahmen. Xaver Jonas kümmerte sich um die Flugrouten und die Wettervorhersage. Herr Henge und Elias Buchegger übernahmen das Aufzeichnen und Auswerten der Wetter- und Flugdaten.

Text: Dirk Wohlgemuth