Vier spannende Projekttage voller Physik, Teamarbeit und echter Forschungsatmosphäre erlebte der Wahlpflichtdifferenzierungskurs Physik der Jahrgangsstufe 10 im Projekt „Am Rande des Weltalls“. Begleitet wurde das Projekt von der Firma Stratoflights, die den Schülerinnen und Schülern mit ihrer Erfahrung im Bereich Stratosphärenflüge zur Seite stand. Ermöglicht wurde das außergewöhnliche Vorhaben durch die finanzielle Unterstützung des zdi-Zentrums Steinfurt.
Der erste Projekttag stand ganz im Zeichen der Theorie. Nach einer Einführung in das Projekt erhielten die Schülerinnen und Schüler einen Einblick in die rechtlichen Grundlagen eines Wetterballonstarts sowie in den Aufbau der Erdatmosphäre. Gemeinsam wurden die verschiedenen Atmosphärenschichten und die dort herrschenden Bedingungen betrachtet. Gleichzeitig lernten die Teilnehmenden die einzelnen Schritte kennen, die bis zum erfolgreichen Start und zur späteren Auswertung der Messdaten notwendig sind.
Am zweiten Tag konnten die Jugendlichen ihr theoretisches Wissen in die Praxis umsetzen. In Kleingruppen entwickelten und bauten sie eigene Sondengehäuse, die später die empfindliche Messtechnik sicher bis in die Stratosphäre transportieren sollten. Dabei spielten sowohl technische als auch kreative Aspekte eine Rolle. Bewertet wurden die Modelle unter anderem hinsichtlich ihres Gewichts, der Stabilität, der Verarbeitung und des Designs. Am Ende setzte sich eine besonders originelle Sonde im Spongebob-Design durch, die sowohl funktional als auch optisch überzeugte und für den Flug ausgewählt wurde.
Der Höhepunkt des Projekts folgte am dritten Tag mit dem Start des Wetterballons. Zunächst wurde die Sonde mit verschiedenen Messgeräten zur Aufzeichnung von Temperatur, Luftdruck und Flugdaten sowie einer Kamera ausgestattet. Zusätzlich bereiteten die Schülerinnen und Schüler ihr eigenes Experiment vor, das während des Flugs unter den extremen Bedingungen der Stratosphäre durchgeführt werden sollte. Hierfür wurden die Flüssigkeiten Brennspiritus, Wasser, Seife und Öl in einem Reagenzglas miteinander verglichen, um mögliche Veränderungen bei niedrigem Luftdruck und extremen Temperaturen zu beobachten. Ein weiterer Versuchsaufbau bestand aus einem Luftballon, dessen Volumen sich mit zunehmender Flughöhe aufgrund des sinkenden Umgebungsdrucks deutlich vergrößern sollte. Anschließend stieg der Wetterballon in den Himmel auf und erreichte schließlich die Stratosphäre.
Am vierten und letzten Projekttag wurden die aufgezeichneten Messdaten ausgewertet. Der Wetterballon erreichte eine beeindruckende maximale Flughöhe von 30.102,5 Metern und lieferte zahlreiche spannende Messwerte. Besonders eindrucksvoll zeigte sich die exponentielle Abnahme des Luftdrucks mit zunehmender Höhe. Gleichzeitig registrierte das Thermometer eine Minimaltemperatur von −54,2 °C. Im weiteren Höhenverlauf war in den Messdaten jedoch ein erneuter Temperaturanstieg zu erkennen – ein typisches Merkmal der Ozonschicht, in der die Sonneneinstrahlung absorbiert wird und dadurch die Temperatur wieder zunimmt. Auch die Videoaufnahmen bestätigten eindrucksvoll die Ausdehnung des Luftballons sowie das Verhalten der verschiedenen Flüssigkeiten unter den außergewöhnlichen Bedingungen am Rand des Weltalls (Brennspiritus ist nicht gefroren, alle anderen Flüssigkeiten gefroren in verschiedenen Höhen).
Das Projekt bot den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, physikalische Zusammenhänge nicht nur theoretisch zu erarbeiten, sondern unmittelbar praktisch zu erleben. Sie planten Experimente, konstruierten eine funktionale Sonde, werteten echte Messdaten aus und erhielten faszinierende Einblicke in die Bedingungen der oberen Atmosphäre. Die Begeisterung und das Engagement aller Beteiligten machten das Projekt zu einem vollen Erfolg und zeigten eindrucksvoll, wie spannend und praxisnah Physik sein kann.
