Helmholtz in Space

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Ein kleines Stück Helmholtz-Gymnasium ist bis an den Rand des Weltalls geflogen: Am Freitag, 8. Mai, startete um 10.30 Uhr vom Schulhof des Helmholtz-Gymnasiums Bielefeld ein Wetterballon, den 20 naturwissenschaftlich besonders interessierte Schülerinnen und Schüler zuvor selbst geplant, vorbereitet und mit einer eigens konstruierten Sonde ausgestattet hatten. Nach rund 140 Minuten Flug landete die Sonde in einem Wald bei Obernkirchen im Landkreis Schaumburg – und wurde anschließend von einem Schülerteam erfolgreich geborgen.

Der Wetterballon erreichte eine Höhe von 26.932 Metern. Rund 100 Minuten dauerte der Aufstieg, bei einer durchschnittlichen Steiggeschwindigkeit von etwa 5,5 Metern pro Sekunde. Mit zunehmender Höhe nahm der Luftdruck immer weiter ab. Dadurch dehnte sich der Ballon stark aus, bis seine Hülle schließlich platzte. Anschließend fiel die Sonde etwa 40 Minuten lang zurück zur Erde. Die maximale Sinkgeschwindigkeit lag bei rund 46 Metern pro Sekunde, also etwa 166 Kilometern pro Stunde. Erst in dichteren Luftschichten konnte der Fallschirm seine stärkere Bremswirkung entfalten.

An Bord befanden sich zwei Kameras, ein GPS-Tracker sowie Messgeräte für Druck und Temperatur. Außerdem wurden ein Geiger-Zähler, UV-Perlen, UV-Teststreifen, Wasser und Ethanol mitgeschickt. Die Sonde selbst war ein echter Bielefelder Hingucker: Sie war in Form der Sparrenburg gestaltet. Vor einer der Kameras befand sich zudem ein 3D-gedrucktes Modell des Helmholtz-Gymnasiums.

Die Messdaten zeigen, welchen Bedingungen die Sonde ausgesetzt war. Während am Boden ein Luftdruck von etwa 1000 Hektopascal gemessen wurde, sank er in der größten Höhe auf nur noch 18,5 Hektopascal. Die Außentemperatur fiel zunächst schnell auf minus 52,1 Grad Celsius. In der Sonde selbst wurden immerhin noch minus 19,2 Grad Celsiusgemessen. In größeren Höhen stieg die Außentemperatur anschließend wieder langsam bis auf etwa minus 22 Grad Celsius an – ein Effekt, der mit der Ozonschicht in der Stratosphäre zusammenhängt.

Auch die Experimente lieferten sichtbare und hörbare Ergebnisse: Die UV-Perlen färbten sich mit zunehmender Höhe immer dunkler, der UVA-Teststreifen war während des gesamten Fluges deutlich zu sehen, während der UVC-Streifen nicht sichtbar wurde. Wasser gefror, Ethanol verdampfte. Der Geiger-Zähler piepte mit zunehmender Höhe immer stärker und machte so die steigende Strahlung hörbar.

Nach dem Start verfolgte das Team die Flugbahn mithilfe des GPS-Trackers bis nach Niedersachsen. Im Wald auf dem Bückeberg bei Obernkirchen konnte die Sonde schließlich wiedergefunden werden. Zurück nach Bielefeld brachte das Team nicht nur Kameras, Messgeräte und GPS-Tracker, sondern auch Daten aus fast 27 Kilometern Höhe.

Durchgeführt wurde das Projekt mit Unterstützung von Stratoflights. Ein besonderer Dank gilt der Zierold-Stiftung, die den Wetterballonflug in diesem Jahr durch ihre großzügige Förderung ermöglicht hat. So konnten die Schülerinnen und Schüler ihr eigenes Forschungsprojekt von der Planung über den Bau der Sonde bis zur Auswertung der Messdaten umsetzen.