Unterrichtsmaterial

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.

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.

Der Hauptgürtel-Asteroid Elektra ist mit seinen drei Monden das einzig bislang bekannte Asteroiden-Vierfachsystem. Anders als ihr Mutterkörper tragen die Monde aber keine Namen. Das soll sich im Rahmen des im vorliegenden WIS-Beitrag vorgeschlagenen Projektages für SuS der Sek I ändern. Die SuS setzen sich intensiv sowohl mit dem Asteroiden und seinen Monden als auch mit dem schillernden antiken Mythos um die zum Muttermord anstiftende Elektra auseinander. Hauptanliegen des Projekttages ist, im Rahmen einer sogenannten „Familienaufstellung“ die Bezie-hungen der im Mythos agierenden Personen zueinander zu analysieren und dann zu überlegen, wel-cher Mond hinsichtlich seiner astronomischen Eigenschaften in einer ähnlichen Beziehung zum Asteroiden Elektra steht wie eine bestimmte Person des Mythos zur Gestalt der Elektra. Dazu ist es nötig, astronomische Parameter als Beziehungsvariablen zu nutzen; ein ungewöhnliches aber span-nendes Verfahren. Am Ende des Projekttages erhält dann jeder Mond einen für ihn passenden Namen aus dem Mythos und die SuS verfassen einen Antrag auf entsprechende Benennung bei der dafür zuständigen Behör-de der IAU.

Leider trifft man nach wie vor auf falsche Vorstellungen, wenn es um die Frage geht, wie die Jahreszeiten auf der Erde entstehen. Andererseits kennt man mittlerweile Himmelskörper, bei denen genau solche in Bezug auf die Erde völlig falschen Konzepte tatsächlich Jahreszeiten hervorbringen. Im WIS-Beitrag wird dargestellt, welche Voraussetzungen erfüllt sein müssen, damit Jahreszeiten auf Planeten entstehen können. Desweiteren werden Objekte im und außerhalb des Sonnensystems vorgestellt, die Jahreszeiten aufweisen.

Schon der US-amerikanische Astronom Andrew Ellicott Douglass (1867–1962, 1. Direktor des Steward-Observatoriums in Arizona) vermutete einen Zusammenhang zwischen den Dicken der Jahresringe von Bäumen und dem Sonnenzyklus. Er schuf die Dendrochronologie (Dendron (griech.): Baum) – die Lehre von der Baumringdatierung, die aber zunächst nur für die Archäologie bedeutsam wurde. Inzwischen wird sie zunehmend auch in der Naturwissenschaft genutzt, um z. B. Daten zum Klima-Wandel zu gewinnen. Mittlerweile erhält die Vermutung von Douglass Unterstützung, indem Hinweise auf den Einfluss des Sonnenzyklus auf das Baumringwachstum im Zusammenhang mit den solaren Aktivitätszyklen von Schwabe (ca. 11 Jahre), Hale (ca. 22 Jahre) und Gleissberg (70 bis 90 Jahre) in wissenschaftlichen Zeitschriften genannt werden. Im Zentrum des vorliegenden WIS-Beitrags steht eine Workshop-Aufgabe zur Bestimmung von Baumringdicken und anschließender Auswertung der Ergebnisse. Ausgehend von den zentralen Objek-ten Baum und Holz zeigen Bezüge zu ganz verschiedenen Wissenschaftsdisziplinen die fächerver-knüpfende Kraft der Astronomie. Diese strahlt dann auf die einzelnen Disziplinen zurück, indem aus der Verquickung der Inhalte Sinnhaftigkeit und daraus folgend Interesse beim Schüler entsteht.