In dieser Unterrichtseinheit untersuchen die Schülerinnen und Schüler, wie Radiowellen in Kommunikationssystemen verwendet werden und verstehen, wie diese im Rahmen eines CanSat Projekts eingesetzt werden können. Zuvor müssen sie allerdings die unterschiedlichen Arten und wichtigsten Eigenschaften von Radiowellen sowie deren Verortung im elektromagnetischen Spektrum begreifen.In den sechs Übungen dieser Lerneinheit erfahren die Lernenden, welche unterschiedlichen Arten von Radiowellen es gibt und welche unterschiedlichen Funktionen und Anwendungen diese haben. Die Schülerinnen und Schüler verstehen, wie Alltagsgeräte wie Smartphones, Router und Satelliten, mithilfe der Datenübertragung von Radiowellen, funktionieren. Zuvor wird in die wichtigsten Eigenschaften von Radiowellen sowie deren Verortung im elektromagnetischen Spektrum eingeführt. Um den Lernenden die Inhalte anschaulicher zu machen, wird im Rahmen eines einfach gehaltenen Projekts der praktische Ablauf dargestellt. Die Unterrichtseinheit wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Radiowellen sind für die Funktion von vielen Alltagsgeräten notwendig. Sie sind ein Mittel, um Informationen übertragen zu können und zu verarbeiten. Diese Übungsreihe veranschaulicht den Lernenden, wie Radiowellen in Kommunikationssystemen verwendet werden. Als praktisches Beispiel dient hierfür das CanSat Projekt. Bei dem CanSat handelt es sich um einen "Satelliten" in der Größe einer Steckdose, der mehrere hundert Meter in die Luft geschossen wird und dann an einem Fallschirm zu Boden sinkt. Alle Daten, die für das wissenschaftliche Experiment notwendig sind, werden mittels Radiowellen von CanSat an die Bodenkontrollstation geschickt. Des Weiteren wird von den Schülerinnen und Schülern durch einen eigens geschriebenen Quelltext die Radiokommunikation erprobt und demonstriert. Altersgruppe: 14 bis 20 Jahre Unterrichtsfach: Naturwissenschaften (Physik, Elektronik, Technik) Schwierigkeitsgrad: Mittel Benötigte Zeit: 3 Unterrichtsstunden Die Schülerinnen und Schüler erwerben Grundlagenwissen über Wellen und das elektromagnetische Spektrum. verstehen, wie Modulation funktioniert und warum sie für die Übertragung von Informationen notwendig ist. verstehen die Zusammenhänge zwischen Frequenz, Wellenlänge und Funkwellenausbreitung. erlernen die für einen Kommunikationsprozess notwendigen Elemente zu identifizieren. sind in der Lage, zwischen unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen zu unterscheiden. programmieren ihre eigenen Radiomodule. bauen eine eigene Antenne und empfangen mit ihrer Hilfe Informationen.

Diese Unterrichtseinheit thematisiert die Energiegewinnung und den Energieverbrauch in den benachbarten Regionen Belgien und Nordrhein-Westfalen. Dabei werden tatsächliche Auswirkungen des in NRW intensiven Braunkohletagebaus und potenzielle Auswirkungen des in Belgien bevorzugten Atomstroms anhand von animiertem Kartenmaterial verglichen.In diesem Modul zum Thema "Erde bei Nacht" befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit einem Vergleich von Energiegewinnung und -verbrauch zwischen Belgien und dem Land Nordrhein-Westfalen mit besonderem Bezug zur Metropolregion Rhein-Ruhr. Die beiden Gebiete bieten sich für den Vergleich besonders an, da die Metropolregion eine mit Belgien vergleichbare Einwohnerzahl und Verstädterungsgrad aufweist, es jedoch grundlegende Unterschiede in ihrer Energiegewinnung und -verbrauch gibt. Ein Video der Region bei Nacht, aufgenommen von der ISS, verdeutlicht den Energieverbrauch ebenso wie die unterschiedlich entwickelte Siedlungsstruktur. Ergänzend zur Unterrichtseinheit "Erde bei Nacht - Energieverbrauch um Rhein, Ruhr, Maas und Schelde" bietet sich eine Behandlung der Unterrichtseinheit "Erde bei Nacht – Lichtverschmutzung in Mitteleuropa" aus dem Projekt "Columbus Eye" an. Lehrplanbezug Das Unterrichtsmaterial zum Energieverbrauch um Rhein, Ruhr, Maas und Schelde passt in mehrere Inhaltsfelder der Lehrpläne der gymnasialen Oberstufe im Fach Erdkunde beziehungsweise Geographie. Es bietet sich daher dazu an, im jeweils letzten Themenfeld behandelt zu werden. Beispielsweise verbindet das Material im Land Nordrhein-Westfalen die Themenfelder "Lebensräume und ihre naturbedingte anthropogen bedingte Gefährdung" und "Raumwirksamkeit von Energieträgern und Raumnnutzung", in Bayern "Rohstofflagerstätten und deren Nutzung" und "Bevölkerungsentwicklung und Verstädterung", während es in Berlin und Brandenburg im Themenfeld "Strukturräumliche Gliederung Europas" eingesetzt werden kann. Zusammenarbeit der Universitäten Bochum und Bonn Diese Unterrichtsmaterialien sind im Rahmen des Projektes "Fernerkundung in Schulen" (FIS) entstanden. Das Projekt FIS wird von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 50EE1703 gefördert. Das übergeordnete Projektziel besteht in der Erarbeitung eines umfassenden Angebots an digitalen Lernmaterialien für den Einsatz im Schulunterricht. Dieses Angebot umfasst interaktive Lernmodule sowie Recherche- und Analysetools, die über ein umfassendes und internetgestütztes Lernportal zur Verfügung gestellt werden.Die Schülerinnen und Schüler erkennen Unterschiede in der Stadtstrukturentwicklung basierend auf naturräumlichen Gegebenheiten. erkennen Einflüsse der räumlichen Verteilung von fossilen Energieträgern auf die lokale Wirtschaft. erkennen anthropogene Gefährdungen durch Energiegewinnung und Energieverbrauch, schätzen sie ein und suchen nach Alternativen.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Nutzpflanzen lernen die Schülerinnen und Schüler die verschiedenen Bestandteile von Pflanzen kennen und erfahren, welche davon essbar sind. Außerdem werden die verschiedenen Wachstumsbedingungen einzelner Pflanzen vorgestellt. Die Unterrichtseinheit ist dabei sowohl handlungsorientiert als auch problemorientiert angelegt: Am Ende der Einheit können die Lernenden entschieden, welche der Pflanzen sich als gute Nahrungsquellen für Astronautinnen und Astronauten auf Weltraum-Missionen eignen würden.Die Unterrichtseinheit "AstroFood: Nutzpflanzen für zukünftige Weltall-Missionen auswählen" wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt.In dieser Übungsreihe zu Nutzpflanzen lernen die Schülerinnen und Schüler die verschiedenen Komponenten von Pflanzen kennen. Sie erfahren, welche Teile bekannter Pflanzen essbar sind und lernen den Unterschied zwischen einem Gemüse, einer Frucht (Obst) und einem Samen kennen. Dabei fertigen sie auch Zeichnungen der einzelnen Teile von den Pflanzen an. Außerdem werden die verschiedenen Wachstumsbedingungen und die unterschiedlichen Erträge einzelner Pflanzen vorgestellt. Schließlich wird entschieden, welche der Pflanzen sich aufgrund ihrer Eigenschaften hinsichtlich des Ertrags und der Wachstumsbedingungen als gute Nahrungsquellen für Astronautinnen und Astronauten eignen. Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass Zeichnungen das Verständnis sowie das Entwickeln und Teilen von Ideen unterstützen können. Außerdem wird die Fähigkeit der Diskussion gefördert und die Erkenntnis, dass verschiedene Antworten auf eine Frage richtig sein können. Durch die Frage, welche der Pflanzen für einen Einsatz im Weltraum infrage kommen, werden die Schülerinnen und Schüler vor eine Entscheidung gestellt und dazu angeregt, ihre Meinung mit Pro- und Contra-Argumenten zu begründen. Dies wird sich positiv in ihrer Kommunikationskompetenz niederschlagen und sorgt für einen angeregten und interessanten Unterrichtsverlauf.Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundstrukturen von typischen Pflanzen kennen. identifizieren und benennen verschieden Pflanzenarten. verstehen, dass Lebewesen auf viele verschiedene Weisen kategorisiert werden können. verstehen, dass Menschen die richtige Art und Menge an Nährstoffen benötigen und diese durch ihre Nahrung aufnehmen. verstehen, dass Lebewesen voneinander abhängig sind und Pflanzen als Nahrungsquelle dienen. erkennen, dass Fragen auf unterschiedliche Weise beantwortet werden können. verstehen, dass Zeichnen beim Entwickeln und Teilen von Ideen hilfreich sein kann.

Bei dieser Aufgabensammlung erkunden die Schülerinnen und Schüler die Auswirkungen der Erderwärmung und der Eisschmelze auf die Erde. Sie lernen den Unterschied zwischen Land- und Meereis kennen und untersuchen die jeweiligen Effekte bei deren Schmelze. Im Rahmen der Unterrichtseinheit mit der Forscherfrage "Wie lassen sich die Auswirkungen schmelzenden Eises untersuchen?" werden die Kenntnisse von Schülerinnen und Schüler zum Thema Erderwärmung gefördert. Die Lernenden konzentrieren sich dabei auf die direkten Auswirkungen und Folgen der Erderwärmung und der Eisschmelze. Die Einheit beginnt mit einer Diskussion, welche Arten von Eis es gibt und wie diese sich voneinander unterscheiden. Daran schließt ein praktischer Versuch an, um zu untersuchen, wie schmelzendes Eis die Temperatur der Atmosphäre verändert. Zuletzt analysieren die Lernenden die Satellitenbilder eines Gletschers in den vergangenen 30 Jahren und errechnen, wieviel davon in einem bestimmten Zeitraum geschmolzen ist. Die Unterrichtseinheit wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Aktuell sind etwa 10 Prozent der Erdoberfläche mit Eis bedeckt, aber das war nicht immer so. Während der Erdgeschichte gab es mehrere Eiszeitalter, die eintraten, wenn die Temperatur der Erde fiel und das Eis sehr viel mehr ihrer Oberfläche bedeckte. Die Temperatur der Erde ändert sich natürlich im Laufe der Zeit. Derzeit steigt sie, doch diesmal ist die Veränderung nicht ganz natürlich, sondern ist durch menschliche Aktivität verursacht. Ziel der Unterrichtseinheit ist es, den Schülerinnen und Schülern den Unterschied zwischen Land- und Meereis zu erklären und Verständnis dafür zu entwickeln, dass die Eiskappen schmelzen. Sie sollen anhand von Experimenten erforschen und anschließend beschreiben, weshalb schmelzendes Landeis zu einem ansteigenden Meeresspiegel beiträgt, während sich schmelzendes Meereis nicht auf den Meeresspiegel auswirkt. Altersgruppe: 8 bis 12 Jahre Schwierigkeitsgrad: leicht Zeitbedarf: 60 bis 90 Minuten Kosten für Versuche: 10 bis 15 Euro Die Schülerinnen und Schüler erfahren, wo auf der Erde Eis zu finden ist und dass die Eismenge auf der Erde abnimmt. verstehen den Unterschied zwischen Land- und Meereis. lernen, dass schmelzendes Meereis den Meeresspiegel nicht beeinflusst, das schmelzende Landeis jedoch schon. beschreiben anhand von Satellitenbildern den Rückgang des Columbia-Gletschers in den letzten 30 Jahren. verbessern ihre experimentellen Fähigkeiten. beschreiben und erläutern beobachtete physikalische Auswirkungen während und nach ihrem eigens geplanten Versuch.

In dieser Unterrichtseinheit erforschen die Schülerinnen und Schüler, wie die Luft, das Wasser, die Erde, die Temperatur und der Zugang zu Nährstoffen das Wachstum von Pflanzen beeinflussen. Die verschiedenen Faktoren werden anschließend auf das Wachstumsverhalten von Pflanzen im Weltall übertragen. In den sechs Übungen dieser Lerneinheit erforschen die Lernenden, welche verschiedenen Faktoren das Wachstum von Pflanzen beeinflussen. Die Schülerinnen und Schüler entdecken, dass Pflanzen Luft, Licht, Wasser, Nährstoffe und gleichbleibende Temperaturen benötigen, um wachsen zu können. Sie werden beobachten, was mit Pflanzen passiert, wenn einige dieser Faktoren variieren. Um die Mechanismen hinter dem Pflanzenwachstum und die biologischen Abläufe besser verstehen zu können und für die Lernenden anschaulicher zu machen, werden einfach gehaltene Versuche durchgeführt. Abschließend übertragen sie das Erlernte dann auf die Kultivierung von Pflanzen im All. Die Unterrichtseinheit wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Pflanzen sind für die Ökosysteme unserer Erde wichtig. Sie sind eine Nahrungsquelle für Tiere und wandeln bei der Photosynthese Kohlenstoffdioxid in Sauerstoff um. Diese Übungsreihe veranschaulicht den Lernenden, was Pflanzen benötigen, um zu überleben und gesund zu sein. Die Hauptfaktoren Zugang zu Luft, Licht, Wasser, Nährstoffen, eine passende und nicht zu stark schwankende Temperatur werden in verschiedenen Experimenten selbst ermittelt. Des Weiteren werden die eigenen, gesammelten Messwerte und Erfahrungen anschließend zusammengefasst und auf die wichtigsten Voraussetzungen für ein Pflanzenwachstum auf dem Mond übertragen. Die Unterrichtseinheit kann im Klassenzimmer über einen längeren Zeitraum durchgeführt und immer wieder in den Unterricht eingebaut werden. Aufgrund der Wachstumszeit der Pflanzen bietet es sich an, in regelmäßigen Abständen auf das Projekt im Unterricht zu verweisen. Altersgruppe: 8 bis 12 Jahre Unterrichtsfach: Naturwissenschaften (Sachunterricht, Biologie, NAWI) Schwierigkeitsgrad: Mittel Benötigte Zeit: 3 bis 4 Unterrichtsstunden Benötigte Materialien: Kresse-Samen, Radieschen-Samen, Blumen mit weißen Blüten Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass Pflanzen Wasser, Licht, Luft, Nährstoffe und passende Temperaturen benötigen, um zu wachsen. verstehen, dass die Umwelt sich verändern und gefährlich für lebendige Organismen werden kann. lernen, dass es möglich ist, Pflanzen ohne Erde anzubauen. führen einfache Tests beziehungsweise Experimente genau durch. erkennen Variablen und ändern diese bei Bedarf. interpretieren Beobachtungen und leiten Ergebnisse aus ihnen ab. lösen Probleme alleine oder in der Gruppe.

Die Arbeitsblätter befassen sich mit Stereoskopie als Thema des Physik-Unterrichts. Mit der Stereoskopie werden Bilder und Filme durch Hilfsmittel wie Brillen so dargestellt, dass ein räumlicher Eindruck entsteht. Besser bekannt ist diese Methode als "3D".Diese Unterrichtsmaterialien sind im Rahmen des Projektes " Columbus Eye – Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht " entstanden. Das Projekt Columbus Eye wird von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 50JR1307 gefördert. Das übergeordnete Projektziel besteht in der Erarbeitung eines umfassenden Angebots an digitalen Lernmaterialien für den Einsatz im Schulunterricht. Dieses Angebot umfasst interaktive Lerntools und Arbeitsblätter, die über ein Lernportal zur Verfügung gestellt werden.Im Alltag begegnen wir häufig Bildern und Filmen, die durch die 3D-Methode einen räumlichen Eindruck vermitteln. Vor allem durch verbesserte Technik kamen ab 2009 vermehrt 3D-Filme in die Kinos und seit 2010 nun auch 3D-Fernseher ins Wohnzimmer. Doch wie funktioniert der Effekt überhaupt und welche Technik steckt dahinter? In einem ersten Schritt erfahren die Schülerinnen und Schüler, wie der dreidimensionale Effekt entsteht. Unser Gehirn ist dafür verantwortlich: Es bekommt von jedem unserer Augen eine Bildinformation über den Sehnerv zugesendet und setzt diese zu einem logischen 3D-Bild zusammen. Ohne beide Augen wäre der Betrachter nicht in der Lage, Entfernungen abzuschätzen oder gezielt nach Dingen zu greifen. 3D-Bilder und -Filme müssen also jedem Auge die richtige Information geben, damit das Gehirn ein dreidimensionales Bild erstellen kann. Im weiteren Verlauf der Unterrichtseinheit entdecken die Schülerinnen und Schüler zwei stereoskopische Techniken. Die Anaglyph-Technik ist die älteste Möglichkeit einer 3D-Projektion, die bereits 1853 erfunden wurde. Eine andere Projektionsmöglichkeit ist die sogenannte Shutter-Technik, bei der eine Brille eingesetzt wird, die aktiv mitarbeitet. Das neu erworbene Wissen nutzen die Lernenden abschließend, um eigene 3D-Bilder am Computer zu erstellen.Die Schüler und Schülerinnen lernen die physikalischen Grundlagen von Stereoskopie kennenlernen. erlernen den Unterschied zwischen Anaglyph-Technik und Shutter-Technik. werden in die Lage versetzt, eigene stereoskopische Bilder am Computer zu erstellen.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Jahreszeiten und Jahreskreislauf lernen die Schülerinnen und Schüler die geographische Beschaffenheit der Erde anhand verschiedener Beispiele aus Frühling, Sommer, Herbst und Winter spielerisch kennen. Im Rahmen der Unterrichtseinheit "Jahreszeiten verstehen: ein Jahr auf der Erde" werden die Kenntnisse der Schülerinnen und Schüler zum Thema Jahreszeiten gefördert und erweitert. Die Lernenden konzentrieren sich auf die grundlegenden Mechanismen, die den verschiedenen Jahreszeiten zugrunde liegen. Ausgangspunkt ist hierbei die allgemeine Diskussion über die vier verschiedenen Jahreszeiten und deren Merkmale. Dazu gehören die Veränderungen der Tageslänge oder der Sonnenscheindauer sowie Veränderungen der Wetterverhältnisse wie Niederschlag oder Temperatur. Daran schließt sich eine praktische Aufgabe an, mit der die Schülerinnen und Schüler den Einfluss des Sonne-Erde-Systems auf Frühling, Sommer, Herbst und Winter erkunden. Die Unterrichtseinheit wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Die Natur auf unserem Planeten befindet sich über das gesamte Jahr im stetigen Wandel. Es herrschen verschiedene Witterungsverhältnisse, die Tage sind mal kürzer oder länger, Temperaturen sind höher oder niedriger und auch die Farben in der Natur ändern sich fortlaufend. Die Schülerinnen und Schüler erhalten in dieser Unterrichtseinheit einen Einblick in die Mechanismen, die hinter diesen Veränderungen stehen. So arbeiten die Schülerinnen und Schüler in der ersten Aufgabe anhand von (Satelliten-)Bildern heraus, in welcher Jahreszeit welche Bilder aufgenommen wurden. Sie benennen Unterschiede zwischen den Bildern, beschreiben die Farben und die Umgebungen. Anschließend bauen die Lernenden ein Erde-Sonne-Modell nach, um eine Antwort auf die Frage zu finden, weshalb die Erde Jahreszeiten hat. Dabei erfahren sie, dass sich die Erde auf ihrer Achse von West nach Ost dreht, diese Achse geneigt ist und diese für die Jahreszeiten verantwortlich ist. Am Ende sollte die Schlussfolgerung von den Schülerinnen und Schülern formuliert werden, dass die Neigung der Erdachse den Winkel beeinflusst, unter dem die Sonnenstrahlen auf die Erde treffen. Im Sommer erreichen Licht und Wärme der Sonne die Erde in einem steileren Winkel als im Winter. Im Winter verbreiten sich Licht und Wärme der Sonne über einen größeren Bereich der Erdoberfläche, weshalb die Tage im Winter kürzer sind und die Sonne die Erde nicht so lange wie im Sommer erwärmen kann. Altersgruppe: 8 bis 12 Jahre Schwierigkeitsgrad: Leicht bis Mittel Zeitbedarf: 90 Minuten Benötigte Kosten: 10 bis 30 Euro Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass einige Bäume zu verschiedenen Zeiten des Jahres unterschiedlich aussehen. entdecken anhand von Satellitenbildern, dass jahreszeitliche Veränderungen auch aus dem Weltraum sichtbar sind. erläutern das Verhältnis zwischen der Sonne und der Erdbewegung sowie deren Einfluss auf die Tages- und Nachtzeit. verstehen, weshalb es überhaupt Jahreszeiten auf der Erde gibt und welchen Einfluss die Sonne darauf hat. analysieren Bilder und erarbeiten einschlägige Informationen. arbeiten im Team zusammen und teilen in Kleingruppen oder Plenum ihre Schlussfolgerungen.

In dieser Unterrichtseinheit wird anhand verschiedener Beispiele zu ein- und mehrstufigen Raketen aufgezeigt, wie es zum einen möglich wird, Satelliten in eine erdnahe Umlaufbahn zu bringen und zum anderen, welche Voraussetzungen gegeben sein müssen, um den Anziehungsbereich der Erde – beispielsweise für Flüge zum Mond – zu verlassen. Dazu werden die kosmischen Geschwindigkeiten herangezogen, wobei die 3. kosmische Geschwindigkeit es auch ermöglicht, die Anziehungsbereiche von Erde und Sonne zu verlassen. Dieses Material ist eine direkte Anknüpfung an die Unterrichtseinheit "Raketenphysik: Herleitung der Raketengrundgleichung" . An verschiedenen Beispielen mit ein- bis dreistufigen Raketen wird den Lernenden gezeigt, wie man die Raketengrundgleichung für die verschiedenen Aufgabenstellungen anwenden kann. Dabei lernen die Schülerinnen und Schüler neben machbaren und bereits vielfältig durchgeführten Missionen mit Raketen zum Mond und auch zum Mars die Grenzen der Raumfahrt kennen. So erfahren sie, dass interstellare Missionen mit Raketen in die tiefen und extrem weit entfernten Bereiche des Weltalls auch in Zukunft – trotz ständig sich verbessernder technischen Möglichkeiten – aufgrund physikalischer Gegebenheiten wohl nicht möglich sein werden. Raketenphysik: Bedeutung für den Unterricht Die große Bedeutung von Impuls und Impulserhaltungssatz kommt gerade beim Raketenflug im Weltraum voll zum Tragen. So kann gezeigt werden, dass Bewegungen im luftleeren Weltraum allein durch die im Impulserhaltungssatz enthaltenen Gesetzmäßigkeiten ablaufen – auch ohne die uns vertrauten irdischen Kräfte, wie zum Beispiel die Reibungskraft, die für eine Fortbewegung beim Gehen oder Fahren unbedingt nötig sind. Vorkenntnisse Vorkenntnisse von Lernenden können insofern vorausgesetzt werden, dass die Nutzung des Weltraums durch stationäre und uns permanent umkreisende Satelliten ebenso bekannt sein sollte – zum Beispiel die internationale Raumstation ISS , die unsere Erde in einem 90-minütigen Turnus umkreist. Didaktische Analyse Die Möglichkeit der Fortbewegung im luftleeren Raum durch Raketen bildet die Basis für prinzipielle Möglichkeiten zu Raketenflügen über große Distanzen. Allerdings dürfen die physikalischen Grenzen und damit verbundenen technischen Möglichkeiten beim Verlassen – etwa des Sonnensystems – nicht übersehen werden. Methodische Analyse Flüge zum Mond wurden nur möglich durch den Bau mehrstufiger Raketen wie der über 100 m hohen Saturn V Rakete der amerikanischen NASA – mit einstufigen Raketen wäre der Mond nicht zu erreichen gewesen. Diese physikalischen Notwendigkeiten genau zu erläutern, ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der physikalischen Gegebenheiten und Unterschiede zwischen dem Aussetzen von erdnahen Satelliten und Flügen, mit denen man die Anziehungskraft der Erde und eventuell auch der Sonne überwinden muss. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen die Abläufe und Unterschiede bei Raketenflügen in die verschiedenen Regionen des Weltalls. können die unterschiedlichen Fragestellungen mit mathematisch präzisen Formeln unterlegen. wissen um die Bedeutung von Differential- und Integralrechnung für die Raketenphysik. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet. können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Paar- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden wertfrei diskutieren zu können.