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Stratosphärenflug-Tagebuch

Tagebuch des Projektes „AFG hebt ab“

09.07.2017

Vorbemerkungen

Alles fing damit an, dass Christian Eckold, der unter anderem auch Meteorologie studierte, ein sonst nur im Studium durchgeführtes Projekt "Flug eines Wetterballons" mit seinen Schülern durchführen wollte, da es schon immer ein Traum von ihm war.
Allerdings beinhaltete dieses Projekt viele Hürden. Eine davon war die Finanzierung, die von dem "Grafschafter Lions Club Moers" nach einem Schulwettbewerb gesponsert und deshalb übernommen wurde. Die andere große Hürde waren zum einen die Erlaubnisanträge und zum anderen das Startgrundstück, da die Bedingungen sehr sensibel waren, jedoch wurden auch diese souverän gemeistert.  
Zudem hatte das ganze Team des Projektes große Erwartungen. Das Projekt sollte ohne Probleme ablaufen und man erhoffte sich von dem Flug gute Aufnahmen, um die Flugbewegung nachvollziehen zu können. Die Ergebnisse sollten anschließend im Physikunterricht ausgewertet und für die Schule zur Verfügung gestellt werden. Zudem sollten alle Ergebnisse auch im Internet veröffentlicht werden.

Zur Vorbereitung des Projektes:
Unter der Leitung des Physiklehrers Christian Eckold wurde ein Team aus den Jahrgängen 8 - 12 zusammengestellt, die alle voller Ehrgeiz und Euphorie an dem Projekt arbeiteten.

Der Countdown läuft - noch vier Wochen (29.05.2017)

Selbst die ungewöhnlichen Temperaturen von über 30°C halten das Team nicht davon ab, das Projekt zu optimieren. Die Kamera wird an einer Box am Ballon befestigt und diese soll ein möglichst optimales Bild produzieren. Da es sich hierbei um eine 360° Kamera handelt, soll so das komplette Umfeld aufgezeichnet werden. Eine Platine, die uns die GPS-Koordinaten angibt, wird mit dem Programm Raspberry Pi programmiert. Da es sich um einen 6 m³ großen Ballon handelt, der mit 6000 Litern Helium gefüllt wird, ist es wichtig,  beim Auspacken des Ballons sehr vorsichtig zu sein. Alle tragen Baumwollhandschuhe und wir untersuchen zunächst den Ballon auf Schäden. Zudem wird ein 3-D Bild von dem Ballon angefertigt, um die Fluglaufbahn bestimmen zu können. Wir planen, dass die Box  einen Abstand von ungefähr 20 Metern zum Ballon einhält. Der Ballon soll auf dem Sportplatz des FC Meerfeld starten und wird später beim Herunterfallen durch einen Fallschirm gebremst.
Bei den Vorbereitungen erstellen wir zunächst eine Probebox, die ein Gesamtgewicht von 1,7 kg nicht überschreiten darf. Die Kamera, welche alle 20 Sekunden ein Bild machen soll, wird den tiefen Temperaturen des Weltalls ausgesetzt, daher muss darauf geachtet werden, dass sie kälteresistent und in der Box gut geschützt ist.

Noch knapp 2 Wochen bis zum Start (12.06.17)

Die Kamera wird von uns durch Knete und Alufolie so isoliert, dass eine gewisse Kälteresistenz gewährleistet ist. Die Probebox des Ballons balancieren wir nun perfekt aus. Bei der Programmierung des GPS-Trackers treten allerdings noch Schwierigkeiten auf, die wir im Nachhinein aber beheben können.
Zwei Tage später beginnen wir mit dem Bau der "echten" Box. Diese soll beim Start mit Wärmekissen  ausgestattet werden, damit in der Kiste eine Temperatur von mindestens 40°C erreicht werden kann. Die Kabelöffnungen werden daher auch mit Knete isoliert.

Noch 8 Tage bis zum Start (21.06.17)

Zum Schluss wird noch an den Feinheiten geschliffen.
Die Kabel werden in der Box verlegt, die Kamerahaltung optimiert und somit stellen wir die Box endgültig fertig. Kurz vor Ende gibt es noch fast ein Desaster, denn die Powerbank, die für die Stromversorgung der Kamera verantwortlich ist, geht aus unerklärlichen Gründen kaputt. Zum Glück können wir aber noch rechtzeitig eine neue bestellen. Die Powerbank hat eine Kapazität von 30 000 mAh.

The Final Countdown - ein Tag bis zum Start (28.06.17)

Der letzte Tag bis zum Abflug rieb dem ganzen Team ganz schön an den Nerven.
Es ist immer noch unklar, ob der Ballon wirklich starten kann, da die Wetterbedingungen alles andere als optimal sind. Zudem stellte sich das Problem, dass die Kamera beim Filmen selbst nicht läd.
Dieses Problem beheben wir aber dadurch, dass unser Team den Akku von der Kamera und die Powerbank in eine Parallelschaltung setzen.

Hoch hinaus - tief gefallen, aber es gibt einen neuen Versuch! (29.06.17)

Der Abflug steht nun an und das ganze Team fiebert dem Start entgegen. Um 9 Uhr stehen die Ersten schon auf dem benachbarten Sportplatz und treffen die ersten Startvorkehrungen. Ein Zuschauerbereich wird eingerichtet und gegen 10 Uhr füllt sich schlagartig der Sportplatz mit einer Vielzahl an Zuschauern. Die Wetterlage ist wie erwartet - mehr schlecht als recht, starke Windböen sowie andauernder Nieselregen machen uns beim Befüllen des Stratosphärenballons (mit Helium) das Leben schwer. Endlich ist der Ballon mit der nötigen Menge Ballongas befüllt und wir lassen den Ballon langsam nach oben steigen. Alle schauen gespannt in den Himmel und da passiert es: eine sehr starke Windböe bringt einen solchen Druck auf den Ballon, dass das Seil zwischen der Box und dem Stratosphärenballon durchreißt. Alles war berechnet, Monate lang war auf diesen Tag hingearbeitet worden und Mutter Natur war es schließlich, die dem Team einen Strich durch die Rechnung macht. Die Enttäuschung ist groß und der ein oder andere muss sich eine Träne verkneifen. Glücklicherweise bleibt aber die Box am Boden und damit ist das Kernstück des Projektes noch unversehrt. Kurz nach dem desaströsen Start kommen sowohl der Bürgermeister als auch die anwesenden Vertreter des Grafschafter Lions Club Moers auf das Team zu und versprechen uns, alles dafür zu tun, dass wir den Ballon noch einmal starten lassen können.
Daraufhin wird neuer Mut geschöpft. Nachdem die zuvor sehr gedrückte Stimmung gewichen ist, geht das Team zurück in den Physikraum. Dort angekommen, wird schnell klar, dass der nächste Start bereits in der kommende Woche am Mittwoch stattfinden soll. Herr  Eckold greift sofort zum Telefon, um in Erfahrung zu bringen, ob weitere Genehmigungen erforderlich sind. Dies ist jedoch nicht der Fall. Nun ist klar: Es wird ein neuer Stratosphärenballon und die notwendige Menge an neuem Helium benötigt!

Neuer Versuch - hoch hinaus, diesmal mit vollem Erfolg! (05.07.17)

Sechs Tage nach der Enttäuschung, hat das Team noch einmal die Möglichkeit, alles auf Anfang zu stellen und "AFG hebt ab" beim zweiten Start zum Erfolg zu führen. Dieses Mal soll alles perfekt sein und die Sicherheitsvorkehrungen werden noch einmal verschärft. Der Wettergott ist uns dieses Mal wohl gesonnen, denn es ist ein Bilderbuchwetter mit aufgelockertem Wolkenfeld und kein Regen ist in Sicht.
Die Anspannung ist trotzdem groß und wieder einmal kommt eine Vielzahl an Zuschauern, um sich das Spektakel anzuschauen. Alles ist bereit und das Helium wird in den Ballon gelassen, akribisch wird der Vorgang vom Team beobachtet. Nach etwa 35 Minuten ist es geschafft, der Stratosphärenballon ist gefüllt  und wird langsam hoch gelassen. 20 m über dem Boden kann dann die Sicherheitsschnur losgelassen werden und die Box hebt, wie geplant, ab!
Dem gesamten Team fällt in dem Moment ein Stein vom Herzen, alle schauen zu, wie der Ballon langsam aber sicher immer mehr an Höhe gewinnt. Noch weitere 15 Minuten kann man dem Ballon hinterherschauen, bis der dann samt Box  hinter den Wolken verschwunden ist.
Jetzt gibt es nur noch eine letzte Aufgabe an diesem Tag. Die Box muss wohlbehalten wieder geborgen werden. Den Simulationsberechnungen zufolge, soll die Box im Sauerland wieder herunterkommen. Etwa eine Dreiviertelstunde nach dem Start macht sich Herr Eckold mit einem kleinen Teil des Teams auf den Weg, um die Box incl. der gewonnenen Daten wieder zurückzuholen. Sogar eine Taucherausrüstung ist an Bord, so dass wir für alle Eventualitäten gerüstet sind.
Die Box landet schließlich, zwar ramponiert, aber doch noch intakt, in Iserlohn und glücklicherweise auf einer Lichtung, was das Bergen unkompliziert macht. Nun stehen in den nächsten Tagen noch umfangreiche Auswertungen an. Die gewonnenen Daten müssen im fächerübergreifenden Unterricht ausgewertet werden, um neue Kenntnisse über die Luftsäule über Moers gewinnen zu können.         

  Projektteam "AFG hebt ab"

 

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