Abenteuer Raumfahrt

Massenträgheit, Thermalkontrolle, Lageregelungssysteme, Aerodynamik… Das klingt alles erstmal nicht nach Spiel und Spaß für Kinder. Ist es aber! Diese Themembereiche – und noch einige mehr – sind nämlich in einem Experimentierkasten von Ravensburger vertreten, der mir neulich zufällig unter den Mauszeiger geriet: „Abenteuer Raumfahrt“
Experimentierkasten Abenteuer Raumfahrt

Credit: Ute Gerhardt, Experimentierkasten Abenteuer Raumfahrt

Credit: Ute Gerhardt, Experimentierkasten Abenteuer Raumfahrt

Mit einer „echten“ Rakete sogar, und empfohlen für Kinder ab 8 Jahren. OK, meine sind noch 10 bzw. gerade 12 Jahre alt, da bestand also Hoffnung, dass sie den Inhalt verstehen, sich aber noch nicht damit langweilen würden. Und überhaupt: Ich selber will ja schließlich auch meinen Spaß! Also ab in den Einkaufskorb mit dem Kasten, für das nächste verregnete Wochenende. Das ließ nicht lange auf sich warten, und schon saßen wir zu dritt um den Tisch und packten aus:
Inhalt des Experimentierkastens

Credit: Ute Gerhardt, Inhalt des Experimentierkastens

Credit: Ute Gerhardt, Inhalt des Experimentierkastens

Auf den ersten Blick wirkte der Inhalt etwas verwirrend, aber das ist ja bei den meisten Experimentierkästen so. Viele Teile sahen einander ähnlich, und auf den Gesichtern meiner Kinder machten sich die ersten Fragezeichen breit. Also beschlossen wir das, was man ja eigentlich sowieso tun sollte, mit Kindern aber nicht immer problemlos hinbekommt: Einfach die Anleitung* von vorne nach hinten schrittweise durchlesen, die nötigen Teile für jedes Experiment anhand der Bilder aus dem Bestand heraussuchen — und den Rest erst einmal ignorieren.
Themen des Experimentierkastens

Credit: Ute Gerhardt, Themen des Experimentierkastens

Credit: Ute Gerhardt, Themen des Experimentierkastens

Dabei stellte sich schnell heraus, dass die Anleitung sehr schön aufgebaut ist. Der Hersteller wirft die Kinder nicht einfach mit dem ersten Experiment ins kalte Wasser, sondern erklärt eingangs grob umrissen die Grundlagen sowie ein kleines bisschen zur Raumfahrtgeschichte und baut dann die Experimente inhaltlich aufeinander auf. Trotzdem kann man sie – je nach Vorwissen der Kinder – auch einzeln auswählen und durchführen. Ein weiteres großes Plus des Kastens: Bei Berechnungen, wie zum Beispiel der Veränderung des eigenen Gewichts auf den diversen Planeten, werden nicht nur Tabellen präsentiert, sondern im Anhang auch die Rechenwege erklärt.

Zu jedem Versuch gibt es unter der Überschrift „Was steckt dahinter?“ gut verständliche Erläuterungen über den allgemeinen naturwissenschaftlichen Hintergrund des Experiments. Im Kästchen „Expertenwissen“ wird zusätzlich erklärt, welche Rolle speziell dieses aktuelle Experiment in der Raumfahrt spielt. Unter „Was meinst du?“ werden die Kinder angeleitet, sich auch selbst noch Gedanken zu machen. Zum Beispiel über die Frage, warum die meisten Raketen eine weiße Farbe haben. Oder ob der Mond die gleiche Anziehungskraft hätte wie die Erde, wenn er genauso groß wäre. Die Antworten auf diese Fragen finden sich ebenfalls im Anhang der Anleitung.

Bei einigen Versuchen (Aerodynamik, Thermalkontrolle) war meinen Lütten schon beim Überfliegen des Versuchsaufbaus klar, worauf die Autoren hinaus wollten, weil sie entsprechende Beobachtungen längst anderswo gemacht hatten. Also haben wir diese Experimente übersprungen bzw. für „irgendwann mal“ zurück gestellt.
Flugbahnbestimmung mit Planetenbewegung

Credit: Ute Gerhardt Flugbahnbestimmung mit Planetenbewegung

Credit: Ute Gerhardt Flugbahnbestimmung mit Planetenbewegung

Es sind allerdings durchaus auch Themen dabei, die für einen durchschnittlichen Achtjährigen ohne Vorkenntnisse vielleicht doch etwas zu hoch gegriffen sind. Zum Beispiel die Flugbahnbestimmung hier rechts im Bild: Warum kann man ein Raumschiff eben nicht einfach zack! auf schnurgeradem Weg zu dem Planeten schicken, zu dem man will? Etwa von der Erde zum Mars? Mit etwas Unterstützung durch einen interessierten Erwachsenen wird aber auch das schnell klar, und am Ende hat man schönes Anschauungsmaterial, anhand dessen man das Gelernte immer wieder nachvollziehen kann.

Für manche der Versuche muss man auch raus aus dem Haus und sich sportlich betätigen. Zum Beispiel für die Bestimmung der Fluggeschwindigkeit:
Berechnung der Fluggeschwindigkeit

Credit: Ute Gerhardt, Berechnung der Fluggeschwindigkeit

Credit: Ute Gerhardt, Berechnung der Fluggeschwindigkeit

Bei anderen wiederum, wie beim „Lageregelungssystem“, ist etwas Bastelei und Fingerfertigkeit gefragt:

Essig-Natron-Rakete

Credit: Saskia Gerhardt, Essig-Natron-Rakete

Credit: Saskia Gerhardt, Essig-Natron-Rakete

Das Highlight des Kastens ist aber natürlich die mit „Haushaltstreibstoff“ gestartete Rakete. Sie besteht aus einer 0,5 Liter PET-Flasche sowie diversem Zubehör aus dem Kasten und dem Küchenschrank. Hier sind auch schon mal vier Hände für den Zusammenbau erforderlich. Und ich hätte mir gewünscht, dass der Kasten genug Material enthielte, um ggf. auch zwei oder drei dieser Raketen bauen zu können. Denn wenn sie einmal geflogen bzw. wieder auf der Erde aufgeschlagen ist, sind die Leitflügel und der Haltering kaputt und für weitere Versuche nicht mehr zu gebrauchen. Das finde ich ziemlich schade.

Ein weiteres kleines Manko: Es wird leider nicht angegeben, welchen Säuregehalt der Essig haben sollte, den man zusammen mit Natron für den Treibstoff benötigt. Ich hatte nur Balsamico und Reisessig im Haus. Mit denen hat es nicht funktioniert. Mit dem nachträglich gekauften Standard-Apfelessig hingegen schon.

Unsere Rakete flog übrigens auch mit geeignetem Essig erst im zweiten Anlauf. Die Kinder hatten sich für den ersten Versuch ein großes Feld hinter unserem Haus ausgesucht. Dabei aber leider nicht bedacht, dass der Boden vom Regen aufgeweicht war. Der Treibstoff ließ also nicht die Rakete abheben, sondern schoss ein Loch in den Boden. Anschließend kippte die Rakete um und verteilte den Rest des Treibstoffs horizontal zum Feld. Das war zwar auch spektakulär, aber nicht so ganz im Sinne des Erfinders. Na immerhin: Wieder was gelernt. 😉

Der Experimentierkasten war zumindest für uns wirklich kurzweilig und lehrreich. Die Kinder waren zum Teil doch überrascht, wieviel Raumfahrt und Alltag miteinander zu tun haben. Viele Dinge aus dem Kasten kann man auch länger benutzen (Gewichts- und Geschwindigkeitstabellen) oder nach eigenem Interesse abwandeln, wie zum Beispiel den Bremsfallschirm. Manches ist eher für ältere Kinder gedacht, manches eher für jüngere. Alle Kinder werden aber auf mehreren Ebenen angesprochen: Lesen, sich bewegen, basteln, beobachten, und manchmal ist dabei auch Kooperation gefragt. Aus dieser Mischung ergaben sich bei uns auch interessante Unterhaltungen und Konstellationen, die über den Inhalt des Kastens weit hinaus gingen. Wir haben im Verlauf von zwei Nachmittagen so manches zusätzlich gegoogelt, kamen dadurch auf weitere Themen und hatten insgesamt ziemlich viel Spaß.

Fazit: Ich freue mich immer noch über diesen Zufallsfund. Wenn man ahnt, dass das betreffende Kind Interesse haben könnte, ist er ein prima Geschenk. Mit etwas Glück darf man sogar mitspielen.


* Kleiner Kritikpunkt: Die Tipp- und Das/Dass-Fehler in der Anleitung

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Kurz & Knapp, KW 24/2016: Soyuz, Erdbeobachtung, Principia-SpaceDiary & mehr

1. Noch vor Australien hat Neuseeland eine eigene Raumfahrtagentur gegründet:
„The New Zealand Government has announced the development of a new regulatory regime for space and high altitude activities. It will ensure the development of a peaceful, safe, responsible and secure space industry that meets New Zealand’s international obligations. The space and high altitude regulatory regime will include a new law – The Outer Space and High Altitude Activities Bill which is scheduled to be introduced in the House in August 2016, a treaty with the United States – the Technology Safeguards Agreement (TSA) and Accession to the United Nations Convention on Registration, both of which are currently undergoing Parliamentary treaty examination.“
=> http://www.mbie.govt.nz/info-services/sectors-industries/space

2. Projekt TeSeR: Airbus geht das Weltraumschrott-Problem an
„A new European project has been given the ambitious goal of cleaning up space for future generations. The Technology for Self-Removal of Spacecraft (TeSeR) program, introduced in May 2016, is being held to develop a prototype for a module which will ensure that a defunct spacecraft possesses no danger for other vehicles in space.“
=> http://www.spaceflightinsider.com/missions/earth-science/europe-develops-self-removal-technology-spacecraft/
(Zur Erinnerung, was da momentan so alles rumfliegt: „Stuff in Space is a realtime 3D map of objects in Earth orbit„)
http://stuffin.space/

3. Wie funktioniert das eigentlich mit den Soyuz-Kapseln?
Dieses Video erklärt’s: „Soyuz undocking, reentry and landing explained“

4. Das Erdbeobachtungsprogramm der ESA – eine schöne Übersicht:
„Der Drang nach neuen Erkenntnissen steigert den Bedarf an präzisen Satellitendaten, die für vielfältige praktische Anwendungen zur Beobachtung und zum Schutz der Umwelt benötigt werden. Exakt solche Daten stellt das Erdbeobachtungs-Programm der ESA zur Verfügung. Es umfasst einen Forschungs- und Entwicklungsbereich, der vor allem die Earth Explorer-Missionen beinhaltet. Hinzu kommt ein Erdbeobachtungsbereich, der die Bereitstellung von Erdbeobachtungsdaten zur operativen Nutzung zum Ziel hat.“
=> http://www.esa.int/ger/ESA_in_your_country/Germany/Das_Erdbeobachtungsprogramm_der_ESA

5. Die NASA beschäftigt sich nur mit Raketen & Co.? Falsch.
„NASA challenge aims to grow human tissue to aid in deep space exploration“
=> http://www.spacenewsfeed.com/index.php/component/content/article?id=6421:nasa-challenge-aims-to-grow-human-tissue-to-aid-in-deep-space-exploration

6. Perfekt für die Regentage: Das ClearSky-Blog hat Bastelanleitungen (nicht nur) für Kinder zusammengetragen:
„Zum einen möchte ich astronomische Bastelbögen (Astronomie) beschreiben. Diese zeigen die Zusammenhänge und erklären z.B. Jahreszeiten und andere Himmelsphänomene. Zum anderen wird es den Bereich Raumfahrt geben. Hier gibt es viele Anleitungen zu bestimmten Raumsonden die man basteln kann.“
=> http://www.clearskyblog.de/2016/01/07/astronomische-bastelanleitungen-fuer-kinder/

7. Das Tagebuch der Principia-Mission des britischen Astronauten Tim Peake steht samt Zusatzmaterial für Lehrer zum Download bereit:
=> http://principiaspacediary.org/lessons/

Wie verhält man sich richtig bei einem Raumspaziergang? – Ein Blogeintrag für Kinder

Die ISS. Bild: NASA, zum Vergrößern klicken

Die ISS. Bild: NASA, zum Vergrößern klicken

Das Foto links zeigt die Internationale Raumstation ISS („Ei Ess Ess“ ausgesprochen). Sie dient vielen Ländern als Forschungsstation im All. Natürlich geht an so einer Raumstation auch ab und zu etwas kaputt, oder es soll ein neues Teil angebaut werden. Je nachdem, welche Arbeiten anstehen, müssen die Astronauten also an der Außenwand der Station arbeiten. In den Nachrichten wird dann von einem „Weltraumspaziergang“ gesprochen.

 

Astronauten Bill McArthur (links) und and Valery Tokarev (rechts) mit ihren Raumanzügen Bild: NASA, zum Vergrößern klicken

Astronauten Bill McArthur (links) und and Valery Tokarev (rechts) mit ihren Raumanzügen
Bild: NASA, zum Vergrößern klicken

Da es im Weltraum keine Luft zum Atmen gibt, brauchen die Astronauten dafür einen Raumanzug. Der ist kein Kleidungsstück, wie man bei dem Namen vermuten könnte, sondern ein Raumfahrzeug im Miniformat. Er ist mit vielen wichtigen Dingen ausgerüstet: Er wärmt oder kühlt die Astronauten, versorgt sie mit Sauerstoff, Licht und Wasser, schützt ihre Augen vor der Sonne, stellt die Funkverbindung zur Station sicher und vieles mehr. Ginge am Raumanzug etwas kaputt, könnte der Astronaut sterben. Er muss also sehr vorsichtig damit umgehen.

Das ist allerdings gar nicht so leicht, denn wie man sieht, ist ein Raumanzug ein ziemlich klobiges Ding. Wegen des Helms können die Astronauten darin nicht so gut sehen wie sonst, und die Handschuhe machen feine Arbeiten ziemlich schwer. Du kannst versuchen das nachzuempfinden, wenn du dir einen Skianzug mit großer Kapuze und dicke Skihandschuhe anziehst und dann versuchst, eine Tüte Haribo zu öffnen oder deine Schuhe zuzubinden.
Deswegen gibt es bei einem Weltraumspaziergang eine Reihe von Regeln zu beachten:

Astronaut mit Rettungsleine, links im Bild Credit: NASA, zum Vergrößern klicken

Astronaut mit Rettungsleine, links im Bild
Credit: NASA, zum Vergrößern klicken

Zu allererst werden die Astronauten mit einer langen, dünnen Rettungleine an der Raumstation gesichert. Das macht man, weil in der Schwerelosigkeit und ohne Luft als Bremse schon ein kleiner Stups ausreicht, um ungesicherte Astronauten oder auch Gegenstände ins All treiben zu lassen. Dort könnte man sie nicht wieder einfangen.

An der Station selbst sind überall Haltegriffe für die Astronauten verteilt. (Sichtbar auf dem nächstes Foto.) Aber sie können nun trotzdem nicht einfach loslegen. Die Raumstation ist nämlich ziemlich groß. Sie ist auch kein simples Haus, dessen Wand man überall gefahrlos anfassen kann, sondern sie sieht eher aus wie eine Produktionsanlage. Deswegen lotsen die Kollegen die Raumspaziergänger per Funk an ihren Einsatzort und warnen sie sie dabei auch vor heißen Bauteilen oder scharfen Kanten, an denen die Astronauten ihre Anzüge beschädigen könnten.

Ein Astronaut und sein Werkzeug

Ein Astronaut und sein Werkzeug
Bild: NASA, zum Vergrößern klicken

Am eigentlichen Einsatzort sichern sich die Astronauten mit Karabinerhaken an der Außenwand, um die Hände für die Arbeit frei zu haben. Wenn sie einmal mit der eigentlichen Reparatur angefangen haben, müssen die Astronauten aber trotzdem weiter wachsam sein, zum Beispiel, um ihr Werkzeug und Arbeitsmaterial nicht zu verlieren. Auf der Erde ist es zwar auch nicht gut, wenn einem ein Werkzeug runterfällt, aber immerhin kann man es sich dort meistens wieder holen. Bei einem Weltraumspaziergang geht das in den meisten Fällen eben nicht. Werkzeuge, die einem aus der Hand gleiten, wären wegen der Schwerelosigkeit und der Geschwindigkeit der Station schnell weg. Im Jahr 2008 verschwand so einmal eine ganze Werkzeugtasche.

Das ist aus drei Gründen ärgerlich: Erstens kann der Astronaut so vielleicht seine Arbeit nicht beenden. Zweitens gibt es da oben keinen Baumarkt, wo man mal eben ein neues Werkzeug besorgen könnte. Und drittens kann es passieren, dass das verlorene Teil – und sei es auch nur eine kleine Schraube – die Station selbst oder einen Satelliten beschädigt, wie bei einem Steinschlag auf der Windschutzscheibe. Deshalb wird bei Weltraumspaziergängen auch das Werkzeug am Raumanzug festgebunden.

Die Astronauten dürfen sich also bei einem Weltraumspaziergang nie zu hastig bewegen. Allerdings auch nicht zu langsam, damit sie schnellstmöglich wieder an Bord zurück kehren können. Ein Weltraumspaziergang ist nämlich für den Körper sehr anstrengend, und auch Luft, Energie und Wasser sind ja irgendwann verbraucht. Wie so ein Spaziergang genau aussieht, kannst du in diesem kurzen Video sehen:

Training für den Weltraumspaziergang Bild: NASA, zum Vergrößern klicken

Training für den Weltraumspaziergang
Bild: NASA, zum Vergrößern klicken

Das klingt und ist alles ziemlich kompliziert. Deswegen üben die Astronauten ihre zukünftigen Weltraumspaziergänge schon auf der Erde. Dafür nutzen sie spezielle 3D-Software, wie sie auch für Spiele benutzt wird, aber auch große Wasserbecken. Unter Wasser ist es nämlich ganz ähnlich wie im All. Man wiegt viel weniger, man hat keine Luft zum Atmen, Bewegungen fühlen sich anders an und so weiter. Natürlich trainieren die Astronauten nicht in deinem Hallenbad ein paar Straßen weiter, sondern in einem eigenen. Aber wenn du selbst das nächste Mal schwimmen gehst und tauchst, kannst du dich den Astronauten doch schon ein kleines Stück näher fühlen.

Und falls du schon ein wenig Englisch kannst, gibt es sogar ein Spiel von der NASA, bei dem du selbst auf einen Weltraumspaziergang geschickt wirst, um verschiedene Aufgaben zu erfüllen. Du kannst das Spiel entweder direkt im Browser spielen oder auf deinen Computer herunterladen. Viel Spaß!
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Für die, die noch mehr wissen wollen: „Die Maus im All„, URL: http://spezial.wdrmaus.de/die-maus-im-all
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Als dieses Blog noch bei den SciLogs lag, war Michael Khan so freundlich, folgenden Kommentar hinzuzufügen:

„Es stimmt: in den Nachrichten wird immer das Wort Weltraum-„Spaziergang“ verwendet. Das ist aber eigentlich überhaupt nicht richtig. Es ist auch sehr unfair zu den Astronauten, finde ich. Ein Spaziergang klingt doch nach Vergnügen. Bei einem Spaziergang entspanne ich mich.

Aber ein Astronaut, der in seinem Raumanzug nach draußen geht, entspannt sich dort überhaupt nicht. Im Gegenteil, er macht harte Arbeit. Wenn in den Nachrichten von einem Weltraum-„Spaziergang“ geredet wird, dann wissen die Fernsehzuschauer ghar nicht, wie hart die Astronauten dabei arbeiten müssen.

Ein Raumanzug ist zwar schwer, aber das ist nicht wichtig, weil die Astronauten bekanntlich in der Schwerelosigkeit arbeiten. Viel wichtiger: Ein Raumanzug ist aufgeblasen. Sonst könnten die Astronauten nicht atmen und ihr Blut würde anfangen zu kochen … sie würden sterben. So wie es oben im Blog-Artikel steht.

Was passiert aber, wenn man in einem aufgeblasenen Anzug steckt? Das kann man sich leicht vorstellen. Ein aufgeblasener Anzug streckt alle viere von sich. Arme and Beine und auch alle zehn Finger stehen ab. Wenn der Astronaut zum Beispiel den rechten Arm nach vorne bewegen will, dann muss er dazu viel Kraft aufwenden. Wenn er die Kraft nachlässt, geht der rechte Arm sofort wieder nach rechts weg. Jede Bewegung, wirklich jede, muss den Widerstand des Anzugs überwinden. Will man mal kurz entspannen – schwupp … zieht der Druck im Anzug die Arme nach außen und macht die Beine gerade.

Mittlerweile hilft die Technik schon ein bisschen mit. Ein Raumanzug hilft dem Astronauten, damit er nicht ganz so viel Kraft braucht. Aber ein Zuckerschlecken ist so ein Weltraum-„Spaziergang“ deswegen auch heute noch lange nicht. Astronauten sind schweißgebadet, wenn sie viele Stunden mit ihrem Anzug außerhalb des Raumschiffs waren. Die sind dann völlig fertig, weil das wirklich harte Arbeit war.

Deswegen sollte man das auch nicht mehr „Spaziergang“ nennen. Das Fachwort ist „Außenbordaktivität“. Das ist zwar trocken und auch ein bisschen umständlich, aber es klingt wenigstens nicht nach Faulenzen.“