Unterrichtsmaterial

Nahezu alle interplanetaren Raumsonden nutzen die Swing-by-Technik, um tiefer in den Weltraum vorzustoßen oder eine Nutzlast, die selbst für die stärkste Trägerrakete zu schwer ist, zum Ziel zu bringen. Die breite Öffentlichkeit hat das zwar zur Kenntnis genommen, hat jedoch keine oder nur verschwommene Vorstellungen von dem, was da geschieht. Dem Schüler Daniel geht es genauso, aber er empfindet das als ernsten Mangel. Er sucht seinen Freund, den Studenten Jan, auf und beide klären die Zusammenhänge in einem Gespräch.

Tag für Tag erhellt sie unseren Lebensraum. Wie ändern sich ihre Auf- und Untergangsorte am Horizont? Und wie hängt dies alles vom Beobachtungsstandort auf der Erde ab?

Der WIS-Beitrag soll Einblicke in die Bewegung und Sichtbarkeitsbedingungen der Planeten geben. Am Beispiel des Mars werden besondere Konstellationen der äußeren Planeten erörtert: Konjunktion, Opposition, Quadratur. Ziel: Die Schüler sollen ihr räumliches Vorstellungsvermögen weiterentwickeln und durch Anwendung von Gesetzen der Planimetrie Strecken und Winkel im Sonnensystem berechnen können.

Die Erforschung unseres Sonnensystems mit Hilfe vollautomatischer Raumsonden und ihrer ausgetüftelten Instrumente kann im Unterricht dafür genutzt werden, die Wirkung elektrischer und magnetischer Felder phänomenologisch darzustellen. Konkret wird in diesem Beitrag ein Experiment aus der Kometenmission Rosetta genauer betrachtet. Es ist eines der beiden Massenspektrometer der Instrumenteneinheit ROSINA. Die Möglichkeit, mit Hilfe elektrischer und magnetischer Felder aus einem Gasgemisch die einzelnen Massen aufzutrennen, soll von den Schülerinnen und Schülern der Mittelstufe im ersten Teil der Unterrichtseinheit eigenständig erarbeitet werden. Zusätzlich wird dann im zweiten Teil das Gelernte auf die im SuW-Artikel geschilderte Messung der Argon-Anteile in der Koma des Kometen angewendet.

„Schwarze Löcher – die Macht der potenziellen Energie bringt Licht ins Dunkel“ beschreibt, wie es selbst mit Hilfe der Schulphysik der Mittelstufe möglich ist, sich den interessanten Phänomenen am Rand von Schwarzen Löchern zu nähern und Aussagen über den extremen Zustand dieses finalen Stadiums eines Sterns und seiner Umgebung zu machen. Des Weiteren wird gezeigt, wie scheinbare Widersprüche, so z.B. dass Schwarze Löcher unsichtbar seien oder sofort jegliche Materie in ihrem Umfeld verschlingen, aufgelöst werden können.