Start eines Stratosphärenballons am Königin-Katharina-Stift Stuttgart
Das Strato-Team am KKSt | SMZ Stuttgart
Zusammenarbeit auf höchstem Niveau
Im Rahmen eines Enrichments für Hochbegabte am Königin-Katharina-Stift Gymnasium Stuttgart haben Schülerinnnen und Schüler der Klassen 7-10 im Schuljahr 2023/2024 das Projekt verfolgt, einen Stratosphärenballon zu starten.
Der insgesamt 22 Schüler/-innen starke Kurs teilte sich in 2er- bis 4er-Gruppen auf, sodass das Projekt arbeitsteilig geplant und durchgeführt wurde. So entstand eine Steuerungsgruppe, die sich um die Koordination der einzelnen Gruppen kümmerte, die zudem Genehmigungen einholte und die Kommunikation nach außen leitete, während andere Gruppen ganz spezifischen Forschungsfragen nachgingen.
Fragen, die sich beispielsweise ergaben, waren:
- Wie verändert sich die Temperatur mit der Höhe?
- Ändert sich die Energieausbeute eines Solarpanels mit der Höhenlage?
- Auf welcher Höhe befindet sich die Ozonschicht?
KKSt in Space | SMZ Stuttgart
Aus Fehlern lernen
Viele dieser Fragen ließen sich mit den Messgeräten des Komplettbausatzes von Stratoflights beantworten. Dennoch sollte es Ziel des Enrichments sein, eigene Messgeräte mit auf den Flug zu schicken. Daher informierte sich jede Gruppe über ihre speziellen Sensoren und programmierte den notwendigen Arduino-Code.
Das Ergebnis war eine Sonde mit zwei eigenen Arduinos, die UV-Strahlung, Luftdruck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, radioaktive Strahlung, Ozonkonzentration und die Leistung eines Solarpanels messen konnte. Außerdem wurden ein Messgerät von Stratoflights als Backup, ein GPS-Tracker und zwei Kameras mitgeschickt.
Als alle Vorbereitungen getroffen waren, sollte am 08.06.2024 der Start des Ballons erfolgen. Allerdings riss die Leine zwischen Ballon und Sonde, sodass alle Messgeräte am Boden blieben, während der Ballon davonflog. Ganz nach wissenschaftlicher Manier ließen sich die Schüler/-innen nicht entmutigen. Fehler vom ersten Start wurden evaluiert und ein zweiter Versuch in Angriff genommen. Hier bekam die Gruppe großartige Unterstützung vom Stadtmedienzentrum Stuttgart – sowohl materiell durch einen neuen Ballon und einen besseren GPS-Tracker als auch durch viele nützliche Tipps und tatkräftige Unterstützung beim zweiten Start.
Flugroute der Sonde | SMZ Stuttgart
Der Erfolg
So konnte ein zweiter, diesmal erfolgreicher Start durchgeführt werden. Die Sonde erreichte eine Höhe von 36.000 m und landete auf einer Wiese in der Nähe von München. Leider ging auch diesmal nicht alles glatt, denn der Arduino aus dem Eigenbau fiel bei etwa 10.000 m aus, sodass Messwerte aus höheren Lagen fehlten. So fehlen beispielsweise die Daten zur Höhenstrahlung. Die meisten anderen Daten konnten jedoch aus dem Backup-Tracker von Stratoflights gewonnen werden.
Zur Freude aller Beteiligten stimmen die gemessenen Werte sehr gut mit den prognostizierten überein. Auch die Werte zur Ozonkonzentration und Luftfeuchtigkeit entsprechen für die ersten 10.000 m den vorhergesagten Modellen.
Insgesamt war das Projekt – vielleicht auch wegen der kleineren und größeren Fehlschläge – ein voller Erfolg. Es zeigt sich, dass wissenschaftliche Experimente im Vergleich zu Versuchen im Klassenzimmer nicht immer geradlinig verlaufen, bevor man das Ziel erreicht.
Vielen Dank noch einmal an das SMZ Stuttgart, das dem KKSt-Team die Möglichkeit gegeben hat, aus Fehlern zu lernen.
Bericht zum Start eines Stratosphärenballons am Königin-Katharina-Stift (PDF Download)
Arduino-Tracker: Luftfeuchtigkeit und Ozonkonzentration
Stratoflight-Tracker: Zeit/Höhe, Steiggeschwindigkeit, Höhe und Temperatur
