Unterrichtsmaterial

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© Kevin M. Gill
(Ausschnitt)
Was würde man von einer Reise zu den Galileischen Monden an Bildern und Eindrücken mitbringen können? Und wie kann man diese Eindrücke zu Hause sortieren, um zu verstehen, was man da gesehen hat? Auf spielerische Weise werden in diesem Grundschulmaterial Erkenntnisse aus ‚Mitbringseln‘, d.h. insbesondere aus Bildmaterial, gewonnen und systematisiert, und nebenher wird Wissen über bisherige Expeditionen ins Jupitersystem vermittelt.
© NASA / HST
(Ausschnitt)
Die Nachricht, dass der hellblaue Eisriese Neptun im äußeren Sonnensystem Jahreszeiten aufweist wie die Erde, scheint nicht wirklich überraschend, rotiert er doch um eine fast um die gleiche Gradzahl gegen seine Umlaufbahn gekippte Drehachse, weshalb seine Planetenhälften Sonnenstrahlen mal mehr, mal weniger steil abbekommen. Im Sommer auf dem Neptun wird die Atmosphäre daher wärmer als im Winter. Aber auch auf Neptun gibt es innerhalb einer Saison deutliche Temperaturschwankungen: Die obere Atmosphäre des Neptuns hat sich seit 2003 über rund 15 Erdjahre hinweg erkennbar um etwa acht Grad Celsius abgekühlt, obwohl über den Frühsommer hinweg die Stratosphäre des Eisriesen eigentlich eher wärmer hätte werden sollen. Neben dem unerwarteten langfristigen Trend fallen zudem signifikante, kurzfristige Schwankungen in der Temperatur auf. Etwa am Neptun-Südpol, wo die oberste Atmosphäre zwischen 2018 und 2020 gegen den Trend um rund elf Grad wärmer wurde. Zwar war lange bekannt, dass es am Südpol des Eisriesen wärmer ist, ein solcher Temperatursprung wurde bislang noch nie beobachtet. Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit dieser Thematik. Zunächst einmal wird erklärend mit dem roten Faden „Reise zum Planeten Neptun“ darauf eingegangen, wie Jahreszeiten überhaupt entstehen. Ein Fragebogen zum Weiterdenken festigt und vertieft dann das Wissen der Schülerinnen und Schüler über die Jahreszeiten, bevor ein Arbeitsblatt einen Blick auf alle Planeten unseres Sonnensystems wirft und sie miteinander vergleicht. Die Erarbeitung eines Steckbriefes von Neptun lädt ein, alles Wissenswerte über das Reiseziel Neptun zusammenzutragen. Weitere Ausführungen zu Neptuns Jahreszeiten, Vergleich mit der Erde, Neptun-Wetter leiten mit zwei Luftballon-Experimenten, die die Schülerinnen und Schüler auch eigenständig durchführen können, über zu einem Quiz als Abschluss.
© NASA
(Ausschnitt)
Die Suche nach Exoplaneten ist ein wichtiger Forschungsaspekt bei der Frage, ob und – wenn ja – in welchem Umfang es außerirdisches Leben im Weltall gibt. Ist der Anteil an Sternen mit erdähnlichen Planeten groß, so steigt der Chancenumfang, darunter auch bewohnte Welten zu finden. In diesem Beitrag wird aus Originaldaten des Spitzer Space Telescope eine Untersuchung an einem Sternfeld durchgeführt. Mithilfe der Transitmethode soll die Existenz von Planeten bei anderen Sternen (Exoplaneten) nachgewiesen werden. Dazu werden die Daten mithilfe der Software SalsaJ analysiert. Ein weiteres Ziel ist die Bestimmung des Radius des nachgewiesenen Exoplaneten und – mit Kenntnis seiner Masse – die daraus resultierende Klassifizierung des Planetentyps.
© Olaf Fischer / HdA.
(Ausschnitt)
Am 21. 9. 1983, also vor knapp 40 Jahren, kam das erste kommerzielle Handy, das Motorola DynaTAC 8000x in den Handel. Seitdem ist eine „Revolution“ der Handytechnik im Gange. So kam 1999 das Toshiba Camesse auf den japanischen Markt, das weltweit erste Handy mit integrierter Digitalkamera. Mit jeder neuen Produktgeneration haben sich seither die fotografischen Möglichkeiten verbessert und erweitert. Mittlerweile ermöglichen viele Handykameras auch die Fotografie des Sternhimmels. Da man durchaus behaupten kann, dass Schüler zu den Hauptnutzern von Handys gehören, ist es naheliegend, diese gern genutzte Technik auch für Lernzwecke einzusetzen. Im vorliegenden WIS-Beitrag werden einige Möglichkeiten vorgestellt, die Handykamera als Lern- und Forschungswerkzeug zu nutzen. Nach einem Schnelleinstieg zu Grundlagenkenntnissen der Astrofotografie mit einer Handykamera sollen einige Anwendungsfelder vorgestellt werden. Es beginnt mit einer fotografischen Erkundung des Sternhimmels (Sternbilder und darin befindliche Objekte), setzt sich fort über den Blick auf den mittels Fotografie erzielbaren Reichweitengewinn und die bildhafte Dokumentation der zeitlichen Änderung des Sternhimmels (Stichwort Himmelsuhr) und des Laufes der sogenannten Wandelsterne vor den Fixsternen und endet bei der Verfolgung des Lichtwechsels von veränderlichen Sternen.
© NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University.
(Ausschnitt)
Die Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA startete am 18. 06. 2009 ins All und ist immer noch aktiv. Ziel der Sonde, die in einer recht niedrigen Umlaufbahn von ca. 50 km um den Erdmond umläuft, ist es, den Mond genau zu kartographieren. Ein besonderes Augenmerk galt und gilt dabei den Landeplätzen russischer und US-amerikanischer Mondmissionen. Der Wissenschaftler Tyler Horvarth und sein Team haben bei der Auswertung dieser Daten an der University of California in Los Angeles nun Hinweise auf mögliche, in Äquatornähe befindliche Mondhöhlen gefunden, in denen eine konstante Temperatur von 17 °C herrschen könnte. Mit dieser ausgeglichenen und vergleichsweise angenehmen Temperatur würden sich diese Mondhöhlen deutlich von den ansonsten eher extremen Bedingungen von bis zu -170 °C in der Mondnacht und bis zu +130 °C am Mondtag unterscheiden. Für eine eventuelle bemannte Mondbasis wären diese Mondhöhlen somit gut geeignet, zumal sie auch vor Meteoriteneinschlägen Schutz böten und es in Äquatornähe Gruben gibt, die so tief sind, dass sie nie von der Sonne beschienen werden: Gefrorenes Eis könnte an diesen Stellen somit für Trinkwasser sorgen. Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit dieser Thematik. Zunächst einmal wird in einem Lückentext darauf eingegangen, woher durch die gebundene Rotation des Mondes die erwähnten extremen Bedingungen auf dem Mond überhaupt kommen. Ein Mondlandungsquiz festigt und vertieft dann das Wissen der Schülerinnen und Schüler über die Mondlandungen der 1960er- und 70er-Jahre, bevor ein Fragebogen einen Blick auf das aktuelle Mondprogramm der NASA – das Artemis-Programm – wirft. Den Abschluss bildet ein Blick in einen Roman aus dem frühen 20. Jahrhundert: „Die ersten Menschen auf dem Mond“ von H.G. Wells. Auch hier findet sich bereits die Idee von – im Roman bewohnten! – Mondhöhlen, die sich die Schülerinnen und Schüler anhand von zwei ausgewählten Textstellen erarbeiten können.
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