Naturwissenschaften

Untersuchung der ISS-Flugbahn

Veröffentlicht am 12.04.2007
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
  • variabel
  • Unterrichtsplanung, Experiment, Arbeitsmaterial, Thematischer Hintergrund, Projekt

Kerngedanke der hier vorgestellten Versuchsanordnung ist, dass mindestens zwei Schulen aus verschiedenen Regionen oder Ländern zusammenarbeiten, um die Flugbahn und Flughöhe der ISS im Rahmen einer Messreihe zu bestimmen.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Triangulation ist die Winkel- und Seitenlängen-Bestimmung unter Ausnutzung der bekannten geometrischen Beziehungen (Sinussatz, Cosinussatz und Tangens-Winkelbeziehung). Die Kenntnis und Beherrschung dieser Grundlagen wird für die Bearbeitung der Aufgaben vorausgesetzt. Die Beobachtungsorte zweier Partnerschulen und die ISS bilden bei beiden Methoden (Theodolit, Fotografie) das Dreieck, welches den Berechnungen zugrunde gelegt wird. Die Berechnungen gestalten sich aber aufgrund der Kugelgestalt der Erde etwas schwieriger. Ausführliche Informationen dazu finden Sie in dem Lehrerheft des DLR zum ISS-Schülerexperiment Triangulation, das von der Website School in Space als PDF heruntergeladen werden kann.

  • Wann ist die ISS zu sehen?
    Die Sichtbarkeit der ISS kann mithilfe einer Website für jeden möglichen Beobachtungsstandort ermittelt werden.
  • Durchführung des Experimentes
    Hinweise zur Durchführung der Messreihen und zur Nutzung von Arbeitsplattformen bei der Zusammenarbeit mit Partnerschulen.

Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • die ISS mit eigenen Augen beobachten und sich so ihrer Existenz bewusst werden.
  • erkennen, dass Informationen aus der hochtechnisierten Raumfahrt hinterfragt und mit einfachen Mitteln überprüft werden können.
  • aus den Gesetzen der Trigonometrie Algorithmen zur Berechnung der Flughöhe erstellen und so Methoden der Mathematik anwendungsorientiert einsetzen.
  • auf der Grundlage trigonometrischer Konstruktionen einfache Beobachtungsinstrumente selber bauen und gegebenenfalls ein Teleskop ausrichten (Fotografieren der Raumstation).
  • lernen, eine Messreihe zu planen, im Team zu organisieren und sich mit anderen Partnern zu koordinieren.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaUntersuchung der ISS-Flugbahn
AutorDr. Winfried Schmitz, Dr. André Diesel
FächerPhysik, Mathematik, Astronomie-AG
Zielgruppeab Klasse 10
Zeitraumetwa 6 Stunden Vorbereitungszeit (Theorie der Trigonometrie, Bau eines Theodoliten), ein AG-Treffen für die Durchführung einer Testmessungen, etwa eine Stunde für jede Beobachtung der Messreihe; es müssen mehrere Messreihen (an aufeinander folgenden Tagen oder innerhalb mehrerer Tage) aufgenommen werden, um eine Veränderung der Flughöhe nachweisen zu können.
Technische VoraussetzungenComputer mit Internetzugang für die Ermittlung der Sichtbarkeitsdaten der ISS, Kompass; Material aus dem Baumarkt für den Bau des Theodoliten (zum Beispiel Holz und Schrauben), Bohrmaschine, Säge und Akku-Schrauber; alternativ: Teleskop mit Möglichkeit zur astronomischen Fotografie oder Digitalkamera mit großer Brennweite und manueller Belichtungszeit, Kamerastativ.

Dr. André Diesel ist Diplom-Biologe und Fachredakteur für Naturwissenschaften, Mathematik und Geographie bei Lehrer-Online.


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Avatar Dr. Winfried Schmitz

unterrichtet an der CJD Christophorusschule Königswinter (Nordrhein-Westfalen) die Fächer Mathematik und Physik.

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