Es ist soweit: Ready for takeoff! Mit der vierten Stratosphärenmission „Erthal 4“ hat eine größere Gruppe aus Schülerinnen und Schülern der achten bis elften Jahrgangsstufe am Franz-Ludwig-von-Erthal-Gymnasium erneut bewiesen, wie viel Forschergeist in einem Schulhof stecken kann. Möglich wurde die Mission dank finanzieller Unterstützung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) mit der Wilhelm und Else-Heraeus-Stiftung – und das sah man: Neues Equipment, darunter erstmals eine 360°-Kamera, ging mit an Bord.
Im Vorfeld wurde in Teams getüftelt, erdacht, verworfen und verfeinert. Kleine, kluge Experimente sollten in großer Höhe zeigen, was Physik praktisch bedeutet. So wurde etwa getestet, wie ein Schaumkopf sich unter dem geringen Luftdruck in der Stratosphäre ausdehnt – wie ein Hütchen hob er die Deckschicht. UV-Perlen dienten als Farbwächter der Sonne: Je größer die Flughöhe und damit höher die UV-Strahlung, desto intensiver der Farbwechsel. Zusätzlich war ein selbst gebauter Detektor für Myonen an Bord. Myonen sind Elementarteilchen, die entstehen, wenn kosmische Strahlung auf die Atmosphäre der Erde trifft. Der Detektor sollte nachweisen, wie sich die Anzahl der Myonen mit zunehmender Höhe verändert. Alles wurde vorab in der Schule erprobt, dokumentiert und startklar gemacht.
Doch wie so oft bei Ballonstarts diktierte das Wetter den Takt. Der Abflug musste kurzfristig auf den nächsten Tag verschoben werden. Dann aber: strahlender Himmel, gespannte Gesichter. Auf dem Schulhof blähten die Schülerinnen und Schüler den heliumgefüllten Ballon mit Ballongas auf. An einem langen Seil hing die Sonde mit Fallschirm und Experimenten – Schaumkopf, bunte UV-Perlen, Nudeln im Wasser, Sensoren, Kameras. Der Countdown der Schülerschaft hallte über den Hof – Und ab geht die Post!
Der Ballon gewann rasant an Höhe. Noch nach rund 20 Minuten war er in etwa fünf Kilometern Höhe als winziger Punkt zu erkennen. Die Prognose versprach eine Flugdauer von rund drei Stunden, das Zielgebiet: der Raum Miltenberg. Das Bergungsteam, bestehend aus Schülern, Lehrern und Hausmeister, machte sich deshalb dorthin auf den Weg, um rechtzeitig im Landegebiet zu sein. Doch Stratosphärenflüge schreiben ihre eigenen Drehbücher: Erste Funksignale kamen – überraschend – nicht aus der Region Miltenberg, sondern aus 70 Kilometern Entfernung, direkt aus dem Odenwald. In der großen Höhe blies ein viel stärkerer Wind als vorhergesagt, der Ballon legte einen Zickzackkurs hin und verschob seine Route.
Die Spannung stieg: Waldgebiet, Feld, Fluss oder Stadt – wo würde „Erthal 4“ landen? Schließlich die erlösende Meldung: Signale aus der Nähe von Reichelsheim, offenbar von einem Feld. Die Bergungsteams peilten die Position an und fanden sich kurze Zeit später inmitten eines Maisfelds wieder, in dem – fast wie eine Markierung – ein einzelner Baum stand. Nahe diesem Baum, im hohen Mais verborgen, entdeckten die Schülerinnen und Schüler die Sonde. Glückliche Finder, erleichterte Gesichter, und sofort der Blick auf die Unversehrtheit der wertvollen Nutzlast.
Zurück an der Schule begann die Auswertung: Datenkurven, Temperatur- und Druckverläufe, GPS-Spuren – alles sprach für einen erfolgreichen Flug. Die Experimente lieferten anschauliche Ergebnisse: Die UV-Perlen dokumentierten deutlich die steigende UV-Intensität mit der Höhe, und der Schaumkopf demonstrierte die Wirkung des sinkenden Luftdrucks eindrucksvoll, indem er sich aufblähte und seine Abdeckung anhob. Nicht alles verlief ohne Überraschungen: Die 360°-Kamera – eigentlich als Highlight gedacht – schaltete sich in einer Höhe von etwa 32 Kilometern und einer Außentemperatur von rund -51 °C wegen Überhitzung ab. In der extrem dünnen Luft kann Wärme kaum über Konvektion abgeführt werden, und ohne Sonnenschutz führte die starke Einstrahlung zur thermischen Abschaltung. Zum Glück hielt eine zweite Kamera durch und zeichnete die Experimente sowie die Landung zuverlässig auf. Aber auch die Datensammlung des Myonendetektors und Datenloggers waren leider lückenhaft.
„Erthal 4“ knüpfte damit nahtlos an die Erfahrungen der vorherigen Flüge an – „Erthal 3“ hatte bereits gezeigt, wie anspruchsvoll Vorhersage, Startfenster und Bergung sind. Auch diesmal zahlte sich akribische Vorbereitung aus: klare Rollen, sichere Checklisten, Fokus auf Luftraumsicherheit und eine robuste Sondenkonstruktion mit Fallschirm. Die Live-Telemetrie half, den unerwarteten Kurswechsel rechtzeitig zu erkennen und die Bergungsteams umzudirigieren.
Am Ende kehrte die Gruppe mit viel Filmmaterial, Messdaten und stolzer Miene zurück an die Schule. In den Köpfen kreisten schon die nächsten Ideen: ein besserer Sonnenschutz für die 360°-Kamera, optimierte Wärmemanagement-Lösungen für Elektronik in großer Höhe, vielleicht zusätzliche Sensoren für Wind- und Strahlungsmessung. Mit den gewonnenen Erkenntnissen und einigen gezielten Optimierungen scheint eines sicher: Nach „Erthal 4“ ist vor „Erthal 5“.
Filme unter:
https://www.youtube.com/watch?v=zqrUxqg3e8o
https://www.youtube.com/watch?v=eC_Qx6jQkjE
Thomas Keßelring
