Dammer Stratosphären-Mission 2.0

Nach wochenlanger und akribischer Vorbereitung startete am 12.06.2023 der Physik Wahlpflichtunterricht aus der 8 Klasse des Dammer Gymnasiums eine erneute Stratosphären-Mission mit dem Wetterballon.
Ziel des Wetterballonflugs war zum einen unseren Planeten Erde aus einer anderen Perspektive wahrzunehmen und zum anderen wichtige physikalische Daten aus der Atmosphäre und Stratosphäre zu generieren.
Um 10 Uhr starteten die letzten Vorbereitungen zum Start des Ballons. Hierbei ist die Sonde mit einer Kamera, einem Datenlogger, einem GPS-Gerät und Batterien ausgestattet und verschlossen worden. Eben dann konnte der Wetterballon mit 350 Litern Helium gefüllt werden, sodass der Wetterballon gegen 11:45 Uhr auf seine gut zweieinhalbstündige Reise geschickt werden konnte.
Während der Wetterballon sich seinen Weg Richtung Stratosphäre bahnte, überquerte er das südliche Oldenburger Münsterland sowie das Osnabrücker Land, um im Tecklenburger Land in einer Entfernung von 50 Kilometer Luftlinie letztendlich zu landen. Für die Schülerinnen und Schüler hieß es das Startequipment aus Heliumgasflaschen, Barometer, Kabelbinder etc. wieder in der Schule zu verstauen. Das Bergungsteam machte sich gegen 13:15 auf in Richtung Tecklenburg.
Nach einer Autofahrt von 45 Minuten hat das Bergungsteam den vorausgesagten Standort (in der Nähe des Gestüts Wechter Mark) erreicht. Von da an musste sich das Team gedulden und auf ein GPS-Signal der Sonde warten. Gegen Viertel nach 2 gab es dann die Koordinaten der Sonde. Die Sonde war neben einem Feld in einem Bau gelandet und konnte mit etwas Mühe problemlos geborgen werden. Nach der Bergung wurden zunächst die elektronischen Geräte überprüft und das Bildmaterial im Schnelldurchlauf vor Ort gesichtet. Die Erleichterung war groß als die Entwarnung kam, dass die elektronischen Geräte vollumfassend funktioniert haben und das Datenmaterial gesichert ist.
Nach dem alle Schüler des Bergungsteams gegen 16 Uhr wieder die Schule erreicht hatten, ist das Equipment zur Auswertung der Daten bereitgelegt worden. Denn in der folgenden Woche sollte der Wetterballonflug aus Datensicht ausgewertet werden.
Zur Auswertung ist zunächst das Zeit-Höhen-Diagramm herangezogen worden, welches zeigt, bei welcher Zeit der Ballon eine bestimmte Höhe zurückgelegt hat. Innerhalb des Diagramms bzw. der Messdaten konnte festgestellt werden, dass der Ballon eine maximale Flughöhe von 32 916 m erreicht hat. Zudem wird ersichtlich, dass der Ballon zum Aufsteigen eine Zeit von 120 Minuten benötigt. Aufgrund des freien Falls und der sehr starken Beschleunigung der Sonde in der Stratosphäre ist die Fallzeit gerade einmal eine halbe Stunde.
Das nebenstehende Diagramm zeigt den Nachweis der barometrischen Höhenformel. Die Formel besagt, dass der Druck in zunehmender Höhe über dem Meeresspiegel exponentiell abnimmt. Demzufolge ist der Luftdruck außerhalb der Erdatmosphäre verschwindend gering. In der Nähe des Meeresspiegels nimmt der Luftdruck uunächst linear ab, indem alle acht Meter der Luftdruck um ein Pascal sinkt.
Nicht nur der Luftdruck nimmt mit steigender Höhe ab, sondern auch die Temperatur. Die niedrigste gemessene Temperatur beträgt -55 °C in einer Höhe von 11 500 m. Innerhalb der Stratosphäre steigt die Temperatur wieder an, da die Ozonschicht die UV-Strahlung absorbiert und in Wärme umwandelt. Aufgrund des steigenden Temperaturverlaufs in der Stratosphäre bezeichnet man den Temperaturverlauf als invers.