Fr 20.10.2017

Mit dem Wetterballon in die Stratosphäre

Zwei Schüler am Labortisch stehend

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Johannes Schramm (links) und Frederik Michels (rechts) wollen hoch hinaus: Mit einem Wetterballon und einen Halbleiterdetektor möchten sie die Höhenstrahlung der Stratosphäre messen.

Wetterballons steigen senkrecht in die Luft und können eine Höhe von bis zu 40 Kilometern erreichen. Wird ein spezieller Detektor am Ballon befestigt, kann man so ein Höhenprofil der kosmischen Strahlung aufzeichnen. Die Idee der Schüler Johannes Schramm und Frederik Michels erscheint einfach, doch bisher ist so etwas noch nicht gemacht worden. „Wir wollen herausfinden, wo sich welche Teilchen befinden und in welchen Konzentrationen“, erklärt Michels. Dahinter stecken spannende physikalische Fragen. Denn die kosmische Strahlung – hochenergetische Teilchen aus den Tiefen des Kosmos – steht nicht nur im Verdacht Wetter und Wolken auf der Erde zu beeinflussen, sondern liefert auch Informationen über die Entstehung des Weltalls.
Johannes Schramm absolviert eine Ausbildung zum Mechatroniker, Frederik Michels besucht das berufliche Gymnasium für Ernährung. Die beiden haben sich im Sommer im  Schülerforschungszentrum am Berufskolleg Kleve getroffen und die Idee für dieses ehrgeizige und teure Projekt entwickelt. Inzwischen haben sie einen Einplatinencomputer, einen so genannten RaspberryPi, programmiert, damit dieser die Daten des Halbleiterdetektors während des Fluges des Wetterballons speichert. Dabei steht noch gar nicht fest, ob sie das Projekt überhaupt durchführen können: Geeignete Halbleiterdetektoren gibt es nicht im Handel zu kaufen. Über einen Kontakt zur Forschungseinrichtung CERN in Genf könnten die Schüler an das Gerät kommen. Doch allein der Detektor kostet 3200 Euro, auch den Wetterballon gibt es nicht umsonst – eine Summe, die das Schülerforschungszentrum am Berufskolleg Kleve alleine nicht aufbringen kann. Daher hat Lehrer Dr. Oliver Boxberg über die Volksbank Kleve ein Crowdfunding-Projekt gestartet, bei dem jeder, der das Projekt unterstützen will, eine beliebige Summe spenden kann. Die Spende wird erst aktiv, wenn die Spendensumme von 2000 Euro tatsächlich erreicht wird. Die Volksbank legt dann 1000 € oben drauf und der Rest wird über das SFZ finanziert. Als Dank soll jeder Spender ein Foto aus der Stratosphäre erhalten - exklusiv. „Das werden einzigartige Bilder sein. Aus dieser Höhe – dreimal so hoch wie ein Flugzeug fliegt - kann man die Schwärze des Weltalls, die Krümmung des blauen Planeten und die Atmosphärenschichten sehen“, sagt Dr. Boxberg. Er hofft, genügend Spender zu finden, um seinen Schülern das außergewöhnliche Forschungsprojekt zu ermöglichen.  
Bis es soweit ist, haben die Schüler noch einiges zu tun. Im Moment testen sie, wie sie das technische Equipment am besten gegen die Kälte in der Stratosphäre schützen können. Bei minus 50 Grad würden Kamera, Detektor und Computer einfrieren. Deshalb basteln die Schüler gerade an einer Styroporbox, in die Taschenwärmer oder Heizwiderstände integriert werden. Mithilfe von festem Kohlendioxid, so genanntem Trockeneis, das minus 56 Grad kalt ist, können sie die Bedingungen der Stratosphäre simulieren und die Temperaturentwicklung in ihrer Box messen. Die Box mit den technischen Geräten wird später am Wetterballon befestigt und mit einem GPS-Sender versehen, damit die Schüler die Flugbahn überwachen und das Equipment wiederfinden können. Den Wetterballon wollen Schramm und Michels auf jeden Fall in den Himmel über Kleve steigen lassen. Am liebsten natürlich nicht nur für Fotos, sondern mit dem Halbleiterdetektor, um die kosmische Strahlung über Kleve aufzuzeichnen. Dafür hoffen sie jetzt auf Spenden.
Link zum Crowdfunding Projekt: https://gemeinsam-fuer-das-kleverland.viele-schaffen-mehr.de/stratodetektor

Hintergrundinfo: Schülerforschungszentrum

Seit diesem Schuljahr gibt es das Schülerforschungszentrum am Berufskolleg Kleve. Hier können Schüler sich praktisch mit Themen aus der Naturwissenschaft und Technik auseinandersetzen und losgelöst vom Unterricht an eigenen Ideen arbeiten. Lehrer und Studierende der Hochschule Rhein-Waal bzw. der Radboud Universität Nijmegen unterstützen die Schüler bei der Arbeit. Die Projekte werden später bei Wettbewerben wie zum Beispiel „Jugend forscht“ eingereicht.

Text: Natascha Verbücheln, Foto: Hacer Türkeri,
Abteilung Technik