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Exploration is a story,
- a story about humanity,
- a story about how together we benefit,
- a story about human creativity and ingenuity,
- a story about how to conquer the impossible,
- a story about how to do the most extraordinary things,
- a story about where we all come from and where our place is in the universe,
- a story about our future and where we are going next,
- a story about optimism,
- a story that everyone is in,
- a story of how with the techniques we have now, we can unify people and make them happy
- it’s a story about every single one of us …
Das waren in etwa die Worte von James Carpenter, Mitglied der PROSPECT-Gruppe zur Erforschung des Mondes in seinem Vortrag am dritten Tag unseres Workshops. Sein Vortrag war voll von Begeisterung, voll Zuversicht und Vertrauen dass die Menschheit durch Wissenschaft besser und glücklicher werden kann!
Vier Tage lang durften wir, etwa 45 Lehrerinnen und Lehrer aus fast allen Mitgliedsstaaten der ESA hineinschnuppern in die Welt der Wissenschaft. Wir durften lernen und träumen und in Gedanken davon fliegen und Rosettas Weltraummission zum Kometen Tschurjumow-Gerassimenko miterleben. Wir lernten über die Geschichte der Raumfahrt von den ersten Schritten des Menschen auf dem Mond, bis hin zu GPS, Satellitennavigation und der Raumsonde ISS und wir durften träumen von der Besiedelung des Planeten Mars.
1. Tag: Dienstag 11. Juli 2017
Nach einem herzlichen Empfang im Hotel Holiday Inn in Leiden, Holland durch die MitarbeiterInnen der ESA, die wir an türkisblauen T-Shirts leicht erkennen konnten, lernten wir uns zunächst einmal gegenseitig kennen. Das Spektrum der unterrichteten Gegenstände der TeilnehmerInnen reichte von STEM = Science and Technology oder Sachkunde im „Primary level“ bis hin zu Chemie, Physik, Geographie oder Biologie im „Secondary level“.
Die teilnehmenden LehrerInnen wurden dann in zwei Gruppen geteilt. Die Gruppe der LehrerInnen, die sich für didaktisches Material für 8-12 jährige interessierte, bildete die „Primary Group“. LehrerInnen die ältere Schülergruppen unterrichten, wurden in der „Secondary Group“ zusammengefasst.
Beide Gruppen produzierten gleich am ersten Vormittag kleine Raketen aus nichts anderem als Papier und Klebeband. Vom Ehrgeiz gepackt, waren wir oft selbst ganz erstaunt, wie weit unsere mit so einfachen Mitteln erzeugten Raketen fliegen konnten.
In einem spannenden Vortrag von Juan De Dalmau zum Thema „Launchers and Rockets“ erfuhren wir anschließend wesentliche Grundlagen über Umlaufbahnen von Satelliten und deren Vorteile für den Alltag der Menschen beispielsweise in Telekommunikation, Navigation oder zur Erdbeobachtung, ebenso wie auch über Raketen und deren Bauweise.
Juan de Dalmau machte uns aber auch aufmerksam, dass Französisch-Guayana (das wegen seiner geographischen Lage für Raketenstarts besonders geeignet ist) zu Europa gehört und ein außerdem ein unglaublich schönes Land ist, eine Reise wert – wie er meinte!
Schließlich erforschten Primary and Secondary teachers noch neugierig und mit Begeisterung das „Spacecraft Materials Kit“, einen Koffer, gefüllt mit Schulversuchsmaterialien zum Thema „Raketen und Raumfahrt“, welcher uns von der ESA für die Schule zur Verfügung gestellt wurde. Mit den vorhandenen Materialien erprobten wir mögliche Schulversuche und überlegten zusätzlich auch didaktisch geeignete physikalische Erklärungen. Dabei ergaben sich unter den TeilnehmerInnen sehr anregende und interessante Diskussionen, wobei die unterschiedlichen Erfahrungen und Sichtweisen der TeilnehmerInnen, die aus unterschiedlichen Ländern und von unterschiedlichen Fachgebieten kamen, die Diskussionen ganz wesentlich bereicherten.
Adrian Graham, Metallurgist bei der ESA, erläuterte uns danach in seinem Vortrag voll Begeisterung die Notwendigkeit, neue und immer bessere Materialien zu erfinden, die den schwierigen Bedingungen im Weltraum mit extremen Temperaturschwankungen, elektrostatischer Aufladung und Gefahr durch herumfliegende Teilchen standhalten müssen.
Nach einem herrlichen abendlichen Buffet, wurde der Tag mit einer Führung durch die älteste noch bestehende Sternwarte der Welt, das im Jahr 1633 gegründete historische Observatorium von Leiden, beendet.
2. Tag: Mittwoch, 12. Juli 2017
Wir starteten den Tag mit einer Führung durch die ESTEC, dem „European Space Research and Technology Centre“, das mit seinen rund 2.700 Mitarbeitern die technischen Grundlagen für das Weltraumprogramm der ESA schafft. Hier werden Raketen entworfen, konstruiert, geprüft und die Materialien getestet, indem sie extremer Hitze und Kälte, ebenso wie Vibrations- und Schocktests ausgesetzt werden, um sie auf ihre „Weltraumverträglichkeit“ zu testen. Aus Sicherheitsgründen konnten wir die Versuchsräume leider nicht betreten, aber in einem Vortrag wurden uns die Prüfverfahren genau erklärt und Bilder von den Versuchsräumen gezeigt, etwa eine Vakuumkammer oder die Leuchtkörper, welche die die Hitze des Sonnenlichtes simulieren sollen.
In einer Ausstellung bei der ESTEC erfuhren dann noch zahlreiche Details über die Raumfähre ISS, sowie auch über Versuche zur Erkundung des Planeten Mars, die Kapsel, in der Gagarin im Jahr 1961 erstmals ins Weltall flog, ebenso wie auch über Fallversuche und Parabelflüge zum Testen der Schwerelosigkeit. Besonderen Spaß machte es auch, sich im Modell der Columbus-Raumfähre einmal kurzfristig wie ein Raumfahrer zu fühlen.
Roger Haagmans erklärte uns dann sowohl die Notwendigkeit, als auch die Methoden zur Erdbeobachtung mittels sichtbarem Licht, Radiowellen, Radar und Infrarotstrahlen, ebenso wie die schier unglaubliche Tatsache, dass man an Hand der Umlaufbahn eines Satelliten sogar Unterschiede im Gravitationsfeld der Erde feststellen kann.
Mark McCaughrean ließ uns die Spannung und Begeisterung anlässlich der Rosetta-Mission zur Erkundung des Kometen Tschurjumow-Gerassimenko spüren, bei der die Sonde noch hervorragende Bilder vom Kometen lieferte, bevor sie schließlich zerschellte. Die Begeisterung des Teams, das für die Sonde verantwortlich war, ebenso wie auch die Enttäuschung nach dem missglückten Landemanöver, wurde uns so spannend und eindrucksvoll vermittelt, dass wir beinahe das Gefühl hatten, selbst in der Kommandozentrale zu sitzen.
Beendet wurde der Tag mit einem Besuch bei der „Space Expo“ in Noordwijk.
3. Tag, Donnerstag 13. Juli 2017
An diesem Tag wurden wir von José M. Gonzalez in vielfältige Methoden zur Beobachtung der Erde eingeführt. Er begründete aber auch an Hand von anschaulichen Beispielen, warum es so wichtig ist, von Satelliten aus die Erde zu beobachten. Wir können beispielsweise das Besorgnis erregende Austrocknens des Aral-Sees nachverfolgen oder auch die Wassertemperatur der Meere beobachten. Mit Infrarotbildern können wir die Vegetation kontrollieren und ein etwaiges Waldsterben erkennen und wir können die dramatische Zunahme von CO2 oder Ozon in der Atmosphäre nachvollziehen.
Im anschließenden Workshop erlernte die Secondary Group, wie man aus einer gewöhnlichen billigen Webkamera eine Infrarotkamera machen kann. Dies wurde natürlich auch gleich ausprobiert, indem wir mittels Infrarot eine gesunde von einer kranken Pflanze unterschieden, verschiedene Lichtquellen überprüften, inwieweit sie unnötige Wärme erzeugen (statt Licht), Euro-Scheine auf ihre Fälschungssicherheit überprüften und den mit dem Auge nicht sichtbaren IR-Strahl einer Fernbedienung verfolgten.
Gleich danach folgte eine Übung, in der wir den Einsatz von GPS-Daten für den Unterricht erlernten und gleich darauf selbst versuchten, bestimmte Punkte im Gelände zu finden.
Besonders herausfordernd war die anschließende Übung, in der José Miguel Gonzalez gemeinsam mit uns mit Hilfe der Programme LeoWorks und GoogleEarth an Hand von Satellitenbildern eigene Infrarotbilder von bestimmten Gegenden der Erde erzeugte. Da gesunde Pflanzen mehr IR-Strahlung reflektieren, bedeutet ROT, dass dort viel Grün auf der Erde uns somit eine gesunde Vegetation vorhanden ist.
Die Primary Group hatte an diesem Tag ein anderes Programm. Zunächst erfuhren wir, welche Daten mit Hilfe von Satellitenaufnahmen über die Erde erhoben werden können.
Anschließend bestand unsere erste Aufgabe darin, Bilder die auf der Erde aufgenommen wurden den passenden Satellitenbildern zuzuordnen. In weiteren Arbeitsaufträgen beschäftigten wir uns mit Vor- und Nachteilen von Satellitenbildern im Vergleich zu Bildern die von der Erde aus aufgenommen wurden.
Im zweiten Teil dieses Workshops befasste sich die Primary-Group mit der Beobachtung der Ozeane mit Hilfe von Satellitendaten. So beschäftigten wir uns mit dem Einfluss der Ozeane auf das Klima und das Wetter, darüber hinaus mit der Wanderung von Schildkröten durch die Ozeane oder mit den Verwüstungen, die der Tsunami in Banda Aceh hinterließ.
Der nächste Workshop der Primary-Group an diesem Vormittag hieß „The magic of light“. Diese Unterrichtseinheit widmete sich der Datenerfassung sowie dem Datentransport durch Satelliten. Höhepunkt dieses Workshops war der Bau eines Spektroskops aus Papier und einer CD. Wir konnten beispielsweise zeigen, dass das Licht eines Computerbildschirms wirklich nur die Farben Rot, Grün und Blau enthält.
Der Nachmittagsworkshop für die Primary Group hatte den Titel „Caring for the environment using space data“. Wir hatten die Gelegenheit, Versuche zu den Themen: Glashauseffekt, Abschmelzen der Polkappen, Übersäuerung der Meere und Korallenbleiche durchzuführen. Faszinierend war dabei, dass uns vermittelt wurde, wie man mit relativ einfachen Versuchen sehr komplexe Themenbereiche gut vermitteln kann.
Den Abschluss dieses Tages bildete für alle Lehrer der Vortrag „Where next“ von James Carpenter, PROSPECT Group zur Erforschung des Mondes. Er faszinierte uns alle, einerseits mit seinem unglaublichen Fachwissen, andererseits aber auch mit seinem sicheren Glauben an das Gute im Menschen und an die Möglichkeit, mittels Forschung den Menschen Frieden zu bringen.
Was ist Forschung? Mit dieser Frage begann James Carpenter seinen Vortrag.
Ist es die Entdeckung Amerikas, eine Kreuzfahrt in einem modernen Kreuzfahrtschiff, Philae, die erste auf einem Kometen gelandete Raumsonde, Gagarin, der in den Weltraum flog oder die ISS? Ist es Scott, der den Südpol (zu spät) erreichte oder die Halley-Base auf der Antarktis?
Vielleicht aber können wir eines Tages nicht nur Radioteleskope auf dem Mond positionieren, sondern auch als Touristen in den Weltraum fliegen, oder auch Rohmaterialien, die auf der Erde selten sind, gewinnen oder gar auf dem Mond wohnen oder den Mars besiedeln?
Eines aber ist sicher: All diese Forschungen brachten und bringen die Menschheit immer ein kleines Stückchen weiter und indem wir heute den Weltraum erforschen, lernen wir mehr über uns selbst, über die Erde, den Menschen und wie wir die Erde auch für zukünftige Generationen bewahren können.
4. Tag, Freitag 14. Juli 2017
Der letzte Tag für die Secondary teachers war zunächst dem Astro-Pi gewidmet, der uns von Antoine Hubert mit geradezu unbändiger Freude und Begeisterung erklärt und gezeigt wurde. Es handelt sich um einen kleinen Computer mit Sensoren, welche die Messung von Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, etc. ermöglichen.
Ed und Izzy sind die beiden Astro-Pi‘s, die vor einigen Monaten zur ISS geschickte wurde. Ed hat eine Kamera für sichtbares Licht, Izzy eine für IR-Licht. Sie sollen Daten sammeln für Unterrichtszwecke und können mittels Wi-Fi von der Erde aus angesteuert werden, wobei das dafür nötige Programm in der Programmiersprache Python erstellt wird.
Astro-Pi-Challenge ist ein Wettbewerb, bei dem demnächst Schüler angeregt werden, eigene Projekte zu entwerfen um die beiden Astro-Pi’s auf der ISS zu steuern.
Den Abschluss schließlich bildete ein Vortrag und Workshop von Tom Lyons, der uns die Erforschung von Exoplaneten erläuterte.
Anschließend zeigte er uns noch, wie man mit Hilfe einer Schuhschachtel, einer Taschenlampe und einem Smartphone ein Unterrichtsmittel erzeugen kann, das die Erforschung von Exoplaneten in anschaulicher Weise ermöglicht.
Auch die Primary Group verbrachte die erste Hälfte des letzten Vormittages mit dem Programmieren von einfachen kleinen Programmen mit dem Astro-Pi.
Der zweite Workshop des Tages hieß „Are we alone?”. Hierbei beschäftigten wir uns mit Exoplaneten und der Goldilocks zone, d.h. jener Zone, in der Leben möglich wird. Unsere Aufgabe bestand darin, ein Koordinatensystem auf Papier zu zeichnen und darauf Planeten aus Knetmasse zu bauen. Ziel war es, sich Gedanken darüber zu machen, in welchem Bereichen in einem Sonnensystem Leben möglich ist.
Vier spannende, aufregende und anregende Tage lagen nun hinter uns, bei denen wir uns auch im gemütlichen Beisammensein näher kennen lernen durften und gemeinsam Spaß haben durften und es entstanden fächer- und länderübergreifende Gespräche und Freundschaften!
Besonders möchten wir uns bei den unglaublich engagierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern von ESA bedanken, die mit unermüdlichem Eifer, mit Freude und Begeisterung diese unvergessliche Woche ermöglichten!
Wir freuen uns auch schon, die neuen Ideen und Erkenntnisse, die wir in den Workshops und Vorträgen gewonnen haben, an unsere SchülerInnen weiterzugeben.
Nicolette Doblhoff-Dier (Gymnasium Maria-Regina, 1190 Wien) und Eva Heider-Stadler (NMS Eferding Nord)
