Freizeit

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Am Ende wurde die Eigenkonstruktion von Jerome Bauer und Hannes Schlegel aus gelblichen Styropor-Bauplatten mit Zahnverbund und eigens designten Flügeln zur Flugstabilisierung als Sonden-Modell am Tage des Schulfestes festgelegt.
Zahlreiche Übungen zur Inbetriebnahme und das Wiederauffinden der Sonde durch eine Such-App in denen die GPS Tracker STRATOfinder mit den Anmeldedaten registriert waren, wurden von den beteiligten Schülern in der Sternwarte und im Makerspace durchgeführt. Es klappte alles super.
Startvorbereitungen
Am Mittwoch, den 13.07.2022 wurde der Startplatz auf dem Sportplatz von Haus Westberg abgesperrt, die Startfläche und der Befüllungsort des Ballons mit einer weißen Bauplane bestimmt. Im Makerspace wurden zuvor nochmals alle verbauten Komponenten auf Funktionalität getestet und per Panzerband fixiert. Alle Akkus wurden zum finalen Laden an die Ladestationen angeschlossen. Wir freuten uns auf den Start zum Schulfest. AUF DAS ALLES GUT WIRD!

Start – Pleiten, Pech und Pannen

Gegen 8:00 Uhr am Schulfesttag wurden von Moritz Berger  im Chemie-Fachraum die Röhrchen mit verschiedenen Lösungen angerührt und vorsichtig eingefüllt. Auf der linken Seite des Objektträgers (aus der Sonde heraus betrachtet) war ein Röhrchen was eine starke Redoxreaktion von Aluminium und Jod hervorrufen sollte, weil es sich unter dem stark veränderten Luftdruck auch sehr ausdehnen sollte. Im Video „Ganz oben“ sieht man ein spektakuläres Ereignis später mit einem lauten Knall das Röhrchen links mit Natriumhydroxid-Lösung.  
Endlich war es soweit. 90 Minuten vor dem geplanten Startzeitpunkt, der bei der Luftfahrtbundesbehörde gemeldet war, wurden der Zusammenbau der Sonde, die Befüllung des Wetterballons mit Helium vorbereitet.  Alles nach einer langen To-do-Liste und dann passierte ein Unglück doch. Ganze 10 min vor dem Start, als die einzelnen Komponenten endlich dauerhaft eingeschalten und mit den externen Batterie-Packs verbunden wurden, gab es plötzlich 2 rot aufleuchtende Signale der beiden Webcams, die eine Notabschaltung anzeigten. Da war nun guter Rat teuer. Die externen Stromversorgungen, die uns bis zu 4 Stunden Videos aufzeichnen sollten waren nun nicht mehr nutzbar! Was für ein Drama und alle um uns herum warteten, dass es endlich losgeht. Somit wurden die voll geladenen internen Akkus aktiviert und die externen Batterie-Packs getrennt. Die beiden Actioncams wurden erneut in den Video-Modus geschalten und in der Sonde mit Panzerband wasserdicht befestigt. Der abschließende Check, war bei einer einzigen Frage unvollständig, wie das vollständige Startvideo zeigt. „Flugcontroller?“ – „Ist AN!“, aber leider wurde der 2. Startknopf zum Aufzeichnen der Wetter- und Flugdaten nicht gedrückt. Doch das fiel in der Hektik des abschließenden Verschließen der Sonde keinem der Startcrew auf. Die beiden GPS-Tracker zeigten auf den Handy-Apps volle Ladung und klares Sendesignal an. Wir konnten also starten. Weltall – wir kommen mit unserem Ballon nach oben!
Wir wussten aber schon beim Start, dass irgendwann die Videoaufzeichnungen auf halber Strecke nach oben ausfallen, weil die externe Stromversorgungen mit Lithium-Batteriepacks die Vollabschaltung vornehmen würden. Irgendwie waren wir schon jetzt traurig und trotzdem voller Erwartung, wie es weiter geht.

Wiederfinden der Sonde – Anspannung pur und ein großes Abenteuer

Vorausberechneter und tatsächlicher Landeort

Die Stratofligths-Apps berechneten uns nach den eingegebene Startdaten und den aktuellen Wetterdaten einen Flugweg in Richtung Glashütte (Erzgebirge). Der Ballon sollte voraussichtlich über Augustusburg bei Chemnitz mit etwa 11-12m Durchmesser auf einer Höhe von 35.0000 m platzen und dann mittels Fallschirm nochmals die selbe Entfernung südöstlicher Richtung auf die Erde zurückkehren. Vorausberechneter Zielort zwischen Glashütte und Brand-Erbisdorf. Wir starteten eine Dreiviertelstunde nach dem Start des Ballons. Vorher war noch das Aufräumen des Startplatzes angesagt und trotzdem konnten wir noch etwa 30 min am wirklich toll organisierten Schulfest teilnehmen, einiges essen und trinken bevor es auf die Reise zum vermeintlichen Zielort ging.
Fast am vorhergesagten Zielort angekommen, begann sich auf der Ortungskarte der App eine Neuberechnung des Zielortes. Beide Sender gaben aber nicht unbedingt die selben Ortsdaten an. Alle Beteiligten überlegten angestrengt, ob das überhaupt sein kann. Plötzlich waren es in Brand-Erbisdorf noch über 100 km zum Ziel! Labská Stráň in Tschechien, 18 km unterhalb von Bad Schandau bewegte sich das Objekt nicht mehr. Nochmals 1 Std. 45 min Fahrt und die Ungewissheit, die Sonde überhaupt finden und bergen zu können.

„Wir haben die Sonde!“

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Auf einer Weide mit angrenzenden großen Eichen und Buchen war es endlich so weit. Alle näherten sich irgendwie dem 2. Sende-Punkt auf der App-Karte an. Ein Aufschrei von  Finley Schramm (KKOS): „Hier! Wir haben die Sonde!“ und plötzlich fingen alle an zu rennen.
Es war ein riesiges Glücksgefühl für alle die dabei waren. Nur wenige Meter von einer Hochspannungsleitung entfernt lag sie plötzlich in der weichen Wiese. Unversehrt, keine äußerlichen Schäden! Natürlich wurde die Sonde vor Ort geöffnet. War was auf den Kameras? Den Datenlogger ausschalten, um die Aufzeichnung der Positionsdaten zu beenden, dachten wir noch. Natürlich gab es vor Ort ein paar Schnappschüsse der glücklichen Gesichter und wenig später ging die Heimreise nach Crimmitschau los. Nach 19:00 Uhr wurden die Datenträger im Makerspace aus den Geräten der Sonde ausgebaut und auf einem Notebook gesichert.

Fazit und Ausblick des Projektes

Dieses spektakuläre MINT-Projekt hat jede Menge Action für alle Zuschauer und Beteiligte geboten und das Stratosphärenballon-Team hat eine Wiederholung im nächsten Schuljahr bereits fest im Blick. Bereits auf der Rückfahrt gab es konkrete Vorschläge von Schülern, was alles noch zu optimieren wäre. Da wusste jedoch Niemand, dass wir zwar einige schöne Videos über dem Himmel von Sachsen haben, aber die Aufnahme beim Knall des Ballons in der Stratosphäre und der Flug per Fallschirm zurück blieb uns wegen der technischen Bugs der Kameras verwehrt. Die Kameras hatten durch die Stromunterbrechung keine korrekten Datums und Zeitangaben gespeichert. Somit kann man nicht genau sagen, wann das linke Röhrchen auf dem Experimentierhalter explodierte. Vergleicht man Bilder anderer Wetterballon-Projekte, wird es schätzungsweise auf „halber Strecke“ nach oben bei etwa 18.000 m Höhe passiert sein. Die Abschaltung der Videos erfolgte etwa bei 20.000 m Flughöhe, also doppelte Höhe von Linienflugzeugen.

Noch größer ist aber das Unglück nach dem Wiederfinden der Sonde, keine Flugdaten-Aufzeichnung auf der Speicherkarte des Datenlogger Strato 4 zu finden. Einen einzigen Moment der Unachtsamkeit beim Start hat uns um viele wertvolle Messdaten zur Auswertung gebracht. Wir hätten genau sagen können, wann und unter welchen äußeren Bedingungen diese kleine Explosion im Reagenzglas stattgefunden hat. Aber das ist schon jetzt ein Ziel für einen vielleicht 2. Wetterballon-Start.
Stolz sind wir trotzdem, die Sonde wiedergefunden zu haben und sie unversehrt in den Händen zu halten. Die gesammelten Aufnahmen sind klasse und trösten über die vielen Missgeschicke hinweg.
An dieser Stelle nochmals an alle Beteiligten, die dieses Projekt tatkräftig unterstützt haben, einen herzlichen Dank. Die Startaufnahmen per Drohne über unserem Sportplatz vorn Herrn Wolf (Landschaftsfotograf mit Drohnen-Führerschein) sind sensationell und wurden einmal parallel zur Soundkulisse beim Startcountdown im ersten YouTube-Video gezeigt.
Unser 2. Fahrer Herr Trefflich, als ehrenamtlicher Mitarbeiter der Sternwarte den Astronomen bekannt, gilt einen besonderen Dank, die 400 km-Bergungsreise für über 7 Stunden ermöglicht zu haben. Das ist in Zeiten mit hohen Spritpreisen nicht selbstverständlich.

Technische und organisatorische Vorschläge für einen eventuellen 2. Wetterballon-Start

•    Beim Start der Sonde zeigte sich eine leichte Schräglage der Sonde – Gewichtsverlagerung auf einem Gestell mit Aufhängung besser auskorrigieren
     – danach erst die Sonde verschließen
•    Verminderung der Rotation der Sonde beim Start – Ballon und Sonde erst endgültig in Ruhe senkrecht ausrichten lassen (mind. 5 s warten)
•    Notabschaltung der Actioncams ausschließen – Bau eigener Spannungsstabilisatoren für die Batteriepacks
     – Testlauf über 5 Std. mit Aufzeichnung 1 Woche vorher
•    Livestream der Horizontal-Kamera per YouTube-Kanal?
•    Datenlogger Strato4 und den Datenlogger STARTO mini exakt aktivieren – Controller-Verantwortlicher wird benannt
•    Den größten Ballon wählen (statt 1600 den Wetterballon 3000)
•    Startbedingung – klare Sicht und keine Wolkendecke mehr
•    Fahrzeuge zur Bergung – evtl. 2 weitere Fans (Eltern/ Großeltern) gewinnen, die mehr Schülern ermöglichen ,die spannende Suche live zu erleben

Für alle, die Videos vom Projekt gern sehen, wurde das 90minütige Material auf kurze Clips reduziert und auf unserem YouTube-Kanal veröffentlicht:

• Video vom Start (3:32)
• Video Flug unterhalb der Wolken (4:07)
• Video von oben (4:07)

Wir freuen uns auf jeden Fall über zahlreiche Aufrufe der Videos. Viel Spaß dabei!

Es bleibt bei aller Selbstkritik ein unvergesslicher und actionreicher Tag in unserem Schulleben. Vor allem hat es Spaß gemacht dabei zu sein.

Diese Maßnahme wurde mitfinanziert mit Steuermitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes für Ganztagsangebote an allgemeinbildenden Schulen.

M. Gafron