Bildquelle: ESA

 
Die Suche nach der Herkunft des irdischen Wassers ist spannend. Man versucht mit Hilfe der Bestimmung des D/H-Verhältnisses im Wasser den Ursprung des irdischen Wassers innerhalb des Sonnensystem zu finden. 
Verschiedene Planeten, Monde, Asteroiden und Kometen wurden darauf hin untersucht. Die ESA hat eine schöne Grafik veröffentlicht 
(siehe Rosetta (http://sci.esa.int/rosetta/55118-deuterium-to-hydrogen-ratio-in-the-solar-system/), in der alle bisher untersuchten Körper und ihr D/H-Verhältnis dargestellt sind.
Wenn man sich aber das D/H Verhältnis der Planeten anschaut, kann man dieses als Funktion der Planetenmasse darstellen, wodurch man eine gute Abhängigkeit erhält.
 
Merkur und Venus sind nicht in der Grafik, da beide Planeten zu heiß sind und ihr Wasser verdunstet ist, wodurch das D/H Verhältnis sich im Laufe der Zeit verändert hat. Da der Mond ein Teil der Erde war, kann man auch beide Körper als eine Einheit betrachten.
 
Beim Betrachten der Abbildung kommt man zu der Schlußfolgerung, dass das irdische Wasser von der Erde stammt.
 
 
 

Wir beschäftigen uns mit der Ursache von Sonnenflecken.
Sonnenflecke treten periodisch alle 11 Jahre in deutlich vermehrter Zahl auf.
Der Jupiter hat eine Umlaufzeit um die Sonne von etwa 11,8 Jahren, er steht also alle 11,8 Jahre am selben Punkt.
Aufgrund der Ähnlichkeit der Dauer eines Sonnenzyklus mit der Umlaufzeit des Jupiters, versuchten wir einen Zusammenhang zwischen der Konstellation der Planeten und der Anzahl der Sonnenflecken zu erkennen.
Dafür haben wir die mittlere Gravitationskraft F zwischen der Sonne und den Planeten ausgerechnet und die 5 Einflussreichsten ausgewählt: Jupiter, Venus, Saturn, Erde und Merkur.
Anschließend haben wir den Betrag der resultierende Gravitationskraft der Planeten und ihren Winkel relativ zu Jupiter über Kräfteparallelogramme zeichnerisch erarbeitet und trugen Datum, Betrag der resultierenden Gravitationskraft und den Winkel zu Jupiter in Tabellen ein und stellten sie grafisch dar.
Die Darstellung der resultierenden Gravitationskräfte Fres der untersuchten Planetenkonstellationen und die dazugehörigen ausgeglichenes Monatsmittel der Sonnenflecken zeigen, dass die resultierende Gravitationskraft um die relative Gravitationskraft des Jupiters schwangt. Folglich haben die anderen Planeten Einfluss auf die resultierende Gravitationskraft, der Jupiter ist jedoch ausschlaggebend.
Der grafische Vergleich der Sonnenzyklen in der Anzahl der Sonnenflecken mit den Extrempunkten der elliptischen Jupiterbahn zeigt, dass am sonnennähsten Punkt sich die Sonnenflecken und Maxima häufen, während am sonnenfernsten Punkt das Gegenteil der Fall ist.
Daraus können wir schlussfolgern, dass der Jupiter und folglich auch die anderen Planeten wahrscheinlich Einfluss auf die Anzahl der Sonnenflecken haben.

Link zur pdf: Abhängigkeit der Sonnenflecken von der Konstellation der Planeten

 

 

Experimentierkisten zum Verständnis von Raumfahrt und Weltall

Wir entwickeln Experimente für die Gebiete Raumfahrt und Weltall. Diese sind einfach aufgebaut und jeweils ein Experiment passt in eine Kiste.
Die Experimente dienen dazu, dass jüngere Schüler verstehen lernen, mit welchen physikalischen Besonderheiten es die Raumfahrt bei der
Erforschung des Weltall zu tun hat.
Geplant ist, dass Kinder und Jugendliche sich jeweils eine Kiste nehmen und das darin befindliche Experiment durchführen.
Wir bieten möglichst viele Kisten mit Experimenten an, so dass viele Schüler der Klasse damit beschäftigt werden können.
Damit haben die Schüler auch die Möglichkeit, den in höheren Klassen nicht mehr angebotenen Astronomieunterricht auf schnelle und einfache
Art und Weise und mit Spaß doch zu erleben.
Link zur pdf: Das Weltall in der Kiste

 

 

Auf dem Planeten Erde wird sich in den kommenden Jahren das Klima weiter verändern. Es wird immer wärmer. Wir haben uns gefragt, wie die Nutzpflanzen (Weizen, Gerste, Mais, Hafer, Sonnenblumen und Kürbis) darauf reagieren.
Auch bei der Besiedlung anderer Planeten oder Monde werden Nahrungsmittel für die Siedler benötigt. Der Anbau von Nutzpflanzen soll die Herstellung von Nahrungsmittel und die Produktion von Sauerstoff ermöglichen. Anfangs wird das in temperierten Gewächshäusern geschehen.
Wir haben verschiedene Nutzpflanzen bei verschiedenen Temperaturen in einem Brutapparat keimen lassen und die Wachstumsdynamik der Pflanzen untersucht. Die Erkenntnisse, die wir daraus gewonnen haben, könnten auch für die Bepflanzung anderer Planeten, wie z.B. Mars, verwendet werden.
Wir stellen fest, dass Gerste und Weizen besonders zur Bepflanzung von Umgebungen geeignet sind, die eine Temperatur von 20°C bis 30°C haben, gefolgt von Hafer. Die Samen der drei Nutzpflanzen wiegen im Vergleich zu den anderen Samenarten am wenigsten, so dass der Transport der Samen zu anderen Planeten oder Monden kostengünstiger ist.
Kürbis und die zwei Sonnenblumenarten eignen sich gut für wärmere Planeten. Mais wächst in warmen Gegenden (35°C) auch gut. Allerdings wiegen die Samen 10mal mehr als Hafer, Gerste oder Weizen. Dadurch wird für den Transport 10mal mehr Treibstoff benötigt.
Schlussfolgend können wir sagen, dass nicht jede Nutzpflanze zur Bepflanzung von jedem beliebig warmen Planeten oder Mond geeignet ist.

Link zur pdf: Wachstumsdynamik von Nutzpflanzen in Abhängigkeit von der Temperatur
Link zum Poster: Wachstumsdynamik von Nutzpflanzen in Abhängigkeit von der Temperatur

 

Auf dem Planeten Erde haben wir normalerweise einen Luftdruck von 1 bar. Wenn man auf einen Berg steigt, wird der Luftdruck geringer. Je höher man steigt, desto geringer wird der Luftdruck. Auf anderen Planeten, wie z.B. dem Mars, gibt es einen anderen Luftdruck. Auf dem Mars ist der unheimlich klein. Irgendwann wollen wir auch andere Planeten besiedeln. Pflanzen produzieren Sauerstoff und können dabei helfen, auf anderen Planeten eine Atmosphäre aufzubauen, die so ist wie die auf der Erde.
Wir haben uns gefragt, wie sich ein geringer Luftdruck auf das Wachstum verschiedener Nutzpflanzen (Weizen, Gerste, Mais und Hafer) auswirkt. Wir lassen deshalb verschiedene Nutzpflanzen bei verschiedenen Luftdrücken unter einer Vakuumglocke bei 20°C wachsen.
Wir haben festgestellt, dass Mais, Hafer, Gerste und Weizen auch bei 0,3bar keimen und wachsen können. Eigentlich haben wir erwartet, dass die Samen platzen. Da sie es nicht tun, sondern keimen, können sie auf Planeten angebaut werden, die einen geringen Luftdruck haben.
Weil das Klima auf der Erde auch immer wärmer wird, können die Samen auch in größeren Höhen angebaut werden, obwohl der Luftdruck da kleiner ist als im Flachland.

Link zur pdf: Wachstumsdynamik von Nutzpflanzen in Abhängigkeit von dem Druck

Link zum Poster:  Wachstumsdynamik von Nutzpflanzen in Abhängigkeit von dem Druck

 

 

In dem Projekt haben wir nach geeigneten Substanzen gesucht, mit denen wir die Kapillarsysteme von Pflanzen unter UV-Licht sichtbar machen kann. Dabei suchten wir nach Stoffen, die unter UVLicht fluoreszieren, wasserlöslich sind und möglichst keine negativen Auswirkungen auf die Pflanzen haben. Die Pflanzen mussten weiß sein und pro Art eine unterschiedliche Blütenblattgröße besitzen, um die Kapillarsysteme durch die Ergebnisse untereinander vergleichen zu können. Die Pflanzen haben wir den Stoffen ausgesetzt und nach einigen Tagen das Ergebnis unter der UV-Lampe betrachtet. Die besten Ergebnisse lieferte unsere selbst hergestellte Substanz Uranin. Die Bilder 24 und 25 mit der Lilie unter UV-Licht ist ein gutes Beispiel dafür. Das Uranin geht sauber und deutlich die Adern der Blütenblätter entlang, ohne dass die Zellen es aufnehmen. Sie sind klar definiert und gut nachvollziehbar. Ein Weiteres Beispiel stellen die Bilder 30 und 31 dar. Die Zellen des Alpenveilchen sind ebenfalls unberührt, das Kapillarsystem dafür umso deutlicher zu sehen. Man kann deutlich die eng zusammen liegenden Adern in der Mitte des Blütenblattes erkennen.
Außerdem hat sich der Farbstoff in den Spitzen angesammelt. Dem werden im weiteren Verlauf des Projektes nachgehen. Der Farbstoff des Textmarkers ist in die Zellen des Pflanze übergegangen, das kann man auf den Bildern 21, 22 und 23 deutlich erkennen. Die Blätter sehen unter dem Licht fleckig aus, die Struktur des Kapillarsystems geht dabei unter den Lichtmassen unter und sind nicht deutlich sichtbar. Das Kurkuma hat keinerlei Ergebnisse eingebracht. Wir vermuten, die Pflanzen haben das Kurkumin gar nicht erst aufgenommen, da sich beinahe der ganze Farbstoff als Bodensatz abgesetzt hat. Bei den Ansätzen mit Chinin konnten wir das gleiche beobachten. Die Tabletten haben sich nicht vollständig aufgelöst und wurden so von den Pflanzen nicht aufgenommen.

 

Link zur pdf: Leuchtende Pflanzen

 

 

Wir untersuchten die Aktivität der Sonne und den Einfluss der Sonne auf die Atmosphäre der Erde. Wir wollten mit unseren Beobachtungen letztendlich Aussagen zum Einfluss der solaren Flares auf die Ionosphäre machen. Wir beobachteten den 24.Sonnenfleckenzyklus der Sonne. Durch eine Messstation im orbitall im Projekt SOFIE haben wir die Möglichkeit selbst den Einfluss solarer Flares auf die Ionosphäre zu untersuchen. Wir haben solare Flares detektiert, die wir mit denen von GOES und den veröffentlichten Warnungen verglichen haben. Die solaren Flares haben wir als C, M und P2 Flares Identifiziert. Unsere Messwerte werden im Projekt SOFIE der Ionospärenforschung zur Verfügung stehen.

Bildquelle: www.lmsal.com
Foto von der Sonne aufgenommen am 20.12.2013

Bild unten: von der Empfangsstation im orbitall am 20.12.2013 detektierter solarer Flare (Stärke M)

Bildquelle: www.polarlicht-vorhersage.de
Weitere Daten sind hier zu finden.
Link zur pdf: Einfluss der Sonne auf die Ionosphäre der Erde
Link zum Projekt Sofie: Das Schülerprojekt SOFIE SOlar Flares detektiert über Ionosphärische Effekte

 

 

Wir haben uns gefragt, ob wir im täglichen Leben Muster erkennen. Mathe und Musik sind einige unserer Lieblingsfächer und darum haben wir versucht, in musikalischen Stücken bzw. Liedern mit Hilfe der Mathematik Muster zu erkennen.

Wir wollten herausfinden, ob besonders bekannte bzw. harmonische Lieder sich in ihrer Struktur ähneln. Um das zu untersuchen, haben wir die Noten der verschiedenen Lieder (Weihnachtslieder, Kinder- und Volkslieder, sonstige Lieder und 1 Song von „Boyzone“) mathematisch dargestellt und heraus gefunden, welche Notenkombination am häufigsten vorkommen. In der einfachen Darstellung zeigten die meisten Lieder zwei Maxima in der Notenhäufigkeit, die einen Abstand von 2 bis 3 Noten aufweisen. Wir haben bemerkt, dass in den harmonischen Liedern das G und A am häufigsten in den Maxima der Noten zu finden sind. Oft finden wir auch folgende Noten in den Maxima: tiefes D, tiefes E, F, H und hohes C. Das tiefe C und das hohe E kommen in den Maxima sehr selten vor, das hohe D gar nicht.

Von den 30 untersuchten Liedern haben 1/6 die Maxima der Noten bei CG. Häufig sind auch HG und AF. Seltene Kombinationen sind ED, HE, HF, AG, EC und ED.

Die Maxima der meisten Weihnachtslieder, Kinder- und Volkslieder liegen in den Bereich der am häufigsten anzutreffenden Notenkombinationen. Da es sich bei den Liedern um alte, eingängige und leicht nach zu singende Lieder handelt, könnte dies als ein Zeichen von Harmonie bzw. Muster gedeutet werden.

In der erweiterten Darstellung, bei der zusätzlich die Noten mit Vorzeichen einbezogen wurden, liegen die kombinierten Maxima der Notenlieder wieder auf einer Linie. Das gleiche Bild sahen wir auch in der vereinfachten Darstellung. Das ist wieder ein Muster, das als Zeichen von Harmonie in den verschiedenen Liedern gesehen werden kann, nur dass mit der erweiterten Darstellung ein mathematischer Fingerabdruck von jedem Lied erstellt werden kann, durch den man erkennen kann, dass keines unserer Lieder wie das andere ist. Trotzdem konnten wir zeigen, dass die Lieder in ihren Notenmaxima ein Muster zeigen, das wir als Zeichen von Harmonie deuten.

Diagramm: Häufigkeit der im Lied von „Kling Glöckchen“ und der in anderen Lieder vorkommenden Noten; zusätzliche Noten mit Vorzeichen wurden mit einbezogen
rot: Weihnachtslieder
blau: Kinder- und Volkslieder
braun: sonstige Lieder
grün: spezial (Boyzone)
Die kombinierten Maxima liegen auf einer Linie. Das ist ein Muster das als Zeichen von Harmonie in den verschiedenen Liedern gesehen werden kann, nur dass mit der erweiterten Darstellung ein mathematischer Fingerabdruck von jedem Lied erstellen werden kann, durch den man erkennen kann, dass keines unserer Lieder wie das andere ist (siehe link).

So viel Spaß hat Mathe noch nie gemacht.

Link zur pdf: Mustererkennung
Link zum Poster:  Mustererkennung

 

 

Weil es flüssiges Wasser auf der Erde gibt konnte sich Leben im Wasser entwickeln. Auch auf dem Jupitermond Europa ist Wasser vorhanden,
obwohl es von einer dicken Eisschicht bedeckt ist und an der Oberfläche durchschnittliche Temperaturen von -223°C herrschen.
Kann sich in diesem Wasser auf Europa Leben entwickeln? Damit haben wir uns beschäftigt und sind zu folgenden Schlussfolgerungen gekommen:

Ozean auf Europa kann auch aus Eismatsch bestehen.
● Ozean kann aus dem Gesteinsmantel Mineralien aus gespült haben (N., C., F., J., TL.). Diese Mineralien können durch Kryovulkane oder durch Gravitationsbruchstellen auf die Mondoberfläche gespült worden sein.
● Diese genannten Mineralien sind für die Entstehung von Leben wichtig.
● Durch die Sonde Galileo wurden auf jungen Bruchstellen solche Ausspülugen entdeckt.
● Es ist auch denbar, dass sich Leben nicht nur auf Kohlenstoffbasis bilden kann ( z.B. Silicium ).
● Wenn auf anderen Planeten und deren Monden Leben existieren sollte, dann nur in Form von Mikroorganismen.
● Sie können unter extremsten Bedingungen existieren wie:
  - extreme Drücke
  - extreme Temperaturen
  - extreme Strahlung
  - absulute Dunkelheit
  - saure, alkalische oder salzige Umgebung
  - abnorme Ernährungsweise (z.B. Schwefel)

Link zur pdf: Wo Wasser ist, da ist auch Leben!