Die Planung

Das Projekt begann damit, dass wir in unseren beiden MINT-Kursen den möglichen Bau und Flug eines Wetterballons geplant haben, um aus dem Weltraum Foto-Aufnahmen von der Erde zu machen.

Wir haben es geschafft! Wie man hier sehen kann!

In der Vorbereitungsphase haben wir viel über die Atmosphäre, die Ozonschicht, rechtliche Voraussetzungen und mögliche technische Herausforderungen gelernt. Außerdem habe wir über mögliche Verläufe und Erkenntnisse der Experimente diskutiert. In der letzten Phase haben wir unter Anleitung der Mitarbeiter der Firma Stratoflights mit dem Bau der Sonde begonnen.

Die Startvorbereitung

Wir haben uns zu Beginn in sechs Gruppen aufgeteilt, um verschiedene Sonden mit unterschiedlichem Design zu entwickeln und umzusetzen. Jeder Gruppe wurde eine Styroporplatte, ein Styroporschneider, Befestigungsmaterial und weitere nützliche Werkzeuge zur Verfügung gestellt. In der Sonde mussten neben zwei GPS Trackern und einer Kamera samt Batterypack mit Kabel auch der Datenlogger Platz finden. Zum Schluss haben wir uns die Sonden gegenseitig vorgestellt und gemeinsam entschieden, welche Sonde sich am besten für den Stratosphärenflug eignet.

Zuerst haben wir unser Konzept digital umgesetzt und anschließend die exakten Maße auf die Styroporplatte übertragen. Dann wurden die Sondenteile mit Hilfe des Styroporschneiders ausgeschnitten, zusammengesetzt, sorgfältig stabilisiert und befestigt. Nachdem wir uns für eine Sonde entschieden haben, wurden gemeinsam noch kleine Fehler ausgebessert. Im Anschluss haben wir unterschiedliche Experimente vorbereitet und mit einen Holzstab an der Sonde fixiert.

Der Flugtag

Am Mittwoch, den 17.5.2023 war es endlich soweit, da das Wetter bereits an diesem ersten Starttermin ausreichend klar war. In der ersten und zweiten Stunde bereiteten das Startvorbereitungsteam, die Fachlehrer und die Mitarbeiter von Stratoflights den Ballonstart vor.
Die Geräte wurden in die ausgewählte Sonde eingesetzt und befestigt. Anschließend wurden die vorbereiteten Experimente vor der Kamera angebracht. Zuletzt wurde die Sonde mit Isolierband versiegelt und an dem Ballon und Fallschirm angebracht, Anschließend wurde der Ballon mit der vorher berechneten Menge an Ballongas gefüllt. In der ersten großen Pause wurde der Ballon mit Sonde dann vor vielen Zuschauern mit einem lauten Countdown losgelassen.

Das Bergungsteam machte sich sofort auf den Weg und begab sich in das vorausberechnete Zielgebiet der Sonde. Unvorhergesehenerweise hat sich der Fallschirm allerdings nicht richtig geöffnet, weshalb der Ballon schneller abgesunken und nicht so weit wie geplant geflogen ist. Dank der vom GPS-Tracker übermittelten Koordinaten konnte der Ballon aber schlussendlich sicher geborgen werden.

Auswertung des Fluges

Unser Ballon ist nach dem Start aufgrund von Winden direkt in Richtung Ostsüdost geflogen. Die Winde waren allerdings vor allem in großer Höhe relativ gering, so dass der Ballon nur eine Maximalgeschwindigkeit von 55 km/h erreicht hat. Im Vergleich: Wir hatten mit einer Maximalgeschwindigkeit von über 150 km/h gerechnet. Hierzu sei gesagt, dass diese Werte auf die Luftlinie bezogen sind, also werden Veränderungen in der Höhe ausgelassen.

Der Ballon ist außerdem nicht sehr weit geflogen, da sich, wie auch vorher berechnet, die Winde in den unterschiedlichen Höhen mehrmals gedreht haben. Dies erklärt auch die vielen Schleifen, die der Wetterballon geflogen ist.

Wie geplant ist der Ballon in ungefähr 37.000 m geplatzt, die genaue Maximalhöhe war 37.335,1 m.

Nachdem der Ballon geplatzt ist, gab es ein Problem, denn der angebrachte Fallschirm hat sich nicht vollständig entfaltet, was zu einem schnelleren Sinkflug als geplant geführt hat. Durch den härteren Aufprall wurde auch die Außenhülle in Mitleidenschaft gezogen.

Dieses Jahr hatten wir 8 Experimente in die Stratosphäre geschickt, hier ein Überblick:

Reagenzgläser und Filterstreifen mit:
• Fluoreszien
• Frostschutz
• Ethanol mit Chlorophyll
• Tomatensaft

All diese Experimente mögen auf den ersten Blick sehr unübersichtlich wirken, aber man kann sie grob kategorisieren:

Das gleichzeitige Gefrieren der wässrigen Lösungen,Tomatensaft und Fluoreszin weisen die tiefe Temperatur nach. Das siedende Ethanol dient zum Nachweis des niedrigen Luftdrucks.

Das Fluoreszin macht die in der Ozonschicht viel stärkere UV-Strahlung durch Fluoreszenz sichtbar.

Fazit

Insgesamt war das gesamte Projekt Wetterballon eine tolle Erfahrung für alle Teilnehmenden. Wir haben viel über die Atmosphäre, das Wetter und den Sondenbau gelernt und viel Spaß gehabt. Zum Abschluß des Projektes haben wir noch eine Arbeit zum Thema geschrieben und Präsentationen dazu erstellt.

Benjamin Kleinholz, Johanna Soja