Auf ausgewählten "Mondrouten" beobachten Schülerinnen und Schüler markante Strukturen in der Nähe der Licht-Schatten-Grenze. Zudem können interessante Konstellationen von Mond, Planeten und Sternhaufen betrachtet werden.Im Jahr 1609, etwa zwischen April und Mai, erhielt Galileo Galilei (1564-1642) Kenntnis von einem "Fernbetrachter". Er besorgte sich daraufhin eines der holländischen Brillenglasfernrohre, die nur zwei- bis dreifach vergrößerten, und arbeitete sofort an deren Verbesserung (Erhöhung der Vergrößerung durch für Brillen untypische Linsen und Reduzierung von Streulicht durch Blenden im Strahlengang). Das erste Himmelsobjekt, das er dann - vermutlich im September 1609 - beobachtete, war der Mond.Im Internationalen Jahr der Astronomie 2009 fand vom 02. bis zum 05. April weltweit die Aktion "100 Stunden Astronomie" statt, bei der die Beobachtung des Himmels im Mittelpunkt stehen sollte. Die in diesem Beitrag für diese Aktion vorgestellten "Wanderrouten" auf der Mondoberfläche können auch nach dem IYA2009 zu jeder passenden Mondphase ins Visier genommen werden. Grundlage der Wanderkarten ist der kostenfreie "Virtual Moon Atlas", mit der Sie auch eigene "Mond-Wanderkarten" erzeugen können. Spaziergänge auf dem Mond Mondgebirge mit Tälern, Krater mit Zentralbergen und Krater in den Meeren werden mithilfe von "Mondwanderkarten" gezielt aufgesucht. Zeichnen und Googeln Ein interessanter Kontrast: Lernende zeichnen auf den Spuren Galileis den Mond und erkunden mit moderner Webmapping-Technologie die Spazierwege der Apollo-Astronauten. Die Schülerinnen und Schüler sollen markante Punkte der Mondgeographie mithilfe bereit gestellter "Mondwanderkarten" aufsuchen und eine Vorstellung von der Größe der Krater gewinnen. auf den Spuren von Galileo Galilei mit einfachen optischen Hilfsmitteln Mondzeichnungen erstellen und diese mit den Skizzen Galileis und Darstellungen aus dem Werk "Sidereus Nuncius" (1610) vergleichen. den "Virtual Moon Atlas" als kostenfreies Werkzeug zur Vorbereitung von Himmelsbeobachtungen kennen lernen. als Ergänzung zu den eigenen Beobachtungen mit Google Moon die Landeplätze der Apollo-Missionen erkunden. Die Mondoberfläche erweist sich nahe der Licht-Schatten-Grenze (Terminator) als sehr eindrucksvolles Objekt für die Fernrohrbeobachtung. Verschiedene Oberflächenformationen wie Gebirge mit Tälern, Krater mit Zentralbergen oder Krater in den Meeren werden erkennbar. Es empfiehlt sich eine kleine Auswahl dieser Objekte gezielt nacheinander im Sinne eines Spaziergangs mit den Augen am Fernrohr aufzusuchen. Hier stellen wir Ihnen drei Routen vor, die während der Aktion "100 Stunden Astronomie" im IYA2009 zum Einsatz kamen. Die jeweiligen "Wanderkarten" mit Darstellungen der Mondoberfläche wurden mit der kostenfreien Software "Virtual Moon Atlas" erzeugt und können zu jeder passenden Mondphase (Mond im ersten Viertel und folgende Tage) genutzt werden. Virtual Moon Atlas, Download Auf der Softonic-Webseite können Sie die Software für den virtuellen Mondglobus kostenfrei herunterladen. Die Route des Spaziergangs ist in Abb. 1 dargestellt (Platzhalter bitte anklicken). Zahlen markieren die einzelnen Stationen. Sie können die Route farbig ausdrucken oder per Beamer im Klassenraum präsentieren. Für Schwarzweiß-Ausdrucke verwenden Sie bitte die Datei "mond_spaziergang_1_sw.gif". In dieser Datei sind die Zahlen und Pfeile weiß mit schwarzer Kontur dargestellt (gelbe Ziffern und Linien sind im Schwarzweiß-Ausdruck schlecht zu erkennen). Von den Mondalpen mit dem Alpenquertal (1) führt der Pfad zum Krater Aristoteles (2), dessen Durchmesser etwa 90 Kilometer beträgt. Der Krater ist nach dem wohl bekanntesten und einflussreichsten Philosophen der Geschichte benannt (384-322 v. Chr.). Von dort geht es zum Kaukasus (3) und schließlich hinein in das Regenmeer (Mare Imbrium). Dort wird ein Strahlenkrater mit Zentralberg namens Aristillus (4) ins Visier genommen. Dessen Namenspatron ist ein griechischer Astronom, der um 280 v. Chr. gelebt hat. Von dort aus kehren wir wieder zum Ausgangspunkt zurück. Dieser Weg (Abb. 2) beginnt bei der 104 Kilometer durchmessenden Wallebene Plato (1), die nach dem bekannten griechischen Philosophen (427-347 v. Chr.) benannt wurde. Weiter geht es zum Strahlenkrater Aristillus (2). Die nächste Station ist der von Lava überflutete Krater Archimedes (3) im Regenmeer. Sein Durchmesser beträt 83 Kilometer. Archimedes (287-212 v. Chr.) war ein bedeutender griechischer Mathematiker. Die letzte Etappe führt uns zum Krater Eratosthenes (4), dessen Kraterwände bis zu 3.570 Meter hoch sind. Der griechische Geograph und Astronom Eratosthenes lebte von 276-194 v. Chr. Ausgangspunkt dieser Route (Abb. 3) ist, wie bei der ersten Wanderung, der mit dunklem Material gefüllte Krater Plato (1). Von dort aus gilt es, dem Rand des Regenmeers folgend, das Alpenquertal (2) zu überschreiten und über den Kaukasus die Apenninen (4) zu erreichen. Die Apenninen sind das mächtigste Mondgebirge. Die Gipfel ragen zum Teil mehr als 5.000 Meter in die Höhe. Auf dem Weg entlang der Apenninen kommen wir an der Hadley-Rille (3) vorbei, für deren Beobachtung man allerdings schon ein Teleskop mit mindestens 20 Zentimetern Öffnung benötigt. Diese Rille war der Landeort der Apollo-15-Mission. Abschließend besuchen wir noch den markanten Strahlenkrater Kopernikus (5), der hexagonal erscheint und einen Durchmesser von 95 Kilometer besitzt. Dieser schöne Krater ist nach dem bekannten Astronom Nikolaus Kopernikus (1473-1543) benannt. Kaum eine andere Übung trainiert die naturwissenschaftliche Grundfertigkeit des genauen Beobachtens so gut wie das Zeichen. Es zwingt uns, wirklich genau hinzusehen und ermöglicht die Wahrnehmung vieler Details, die dem flüchtigen ersten Blick fast immer entgehen. Zudem bietet das Zeichnen des Mondes einen schönen Ansatzpunkt zum Jubiläum der Mondbeobachtung von Galilei vor 400 Jahren - denn auch er zeichnete das Gesehene! Die vor Jahrhunderten entstandenen Skizzen und Darstellungen in dem 1610 erschienenen Werk "Sidereus Nuncius" ("Sternenbote") können die Lernenden motivieren, auf den Spuren des berühmten Astronomen selbst zum Zeichenstift zu greifen (Abb. 4). Einfache Teleskope - sogar Feldstecher - zeigen bereits die Gipfel sonnenbeschienener Berge, in deren Tälern noch die Mondnacht herrscht. Praktische Hinweise zum Zeichnen am Teleskop und ein Beispiel für die schrittweise Ausarbeitung einer Darstellung der Mondoberfläche finden Sie in dem Beitrag Zeichenstunden am Teleskop . Neben der kostenfreien Software "Virtual Moon Atlas" kann auch der digitale Online-Mondglobus von Google mit den von Google Earth bekannten Funktionen genutzt und zur Vor- oder Nachbereitung der Begegnung mit dem Original am Abendhimmel genutzt werden. Die Landeplätze der Apollo-Missionen sind auf dem Google-Mond durch Astronauten markiert. Man kann per Klick auf diese Icons in die Landegebiete der Apollo-Missionen hineinzoomen und Bilder von der Mondoberfläche betrachten, die die Astronauten während ihrer Ausflüge am Boden gemacht haben. Teilweise sind auch kleine Panoramaansichten möglich - eine interessante Ergänzung zu den eigenen Bobachtungen am Teleskop.

In der Unterrichtseinheit "Saturn" nehmen die Lernenden den Ringplaneten unter Beobachtung. Die Observation der Saturnringe mit eigenen Augen hinterlässt einen bleibenden Eindruck. Auch der außergewöhnliche Mond Titan kann mit einfachen Mitteln gesichtet werden. Ein Blick auf den Gasriesen lohnt sich besonders während der Monate um die jährlichen Oppositionen. Mit dem Erscheinungsbild des Saturn und seines eindrucksvollen Ringssystems sind wir bestens vertraut: Im Internet und in Fernsehsendungen begegnen uns immer wieder Bilder der Raumsonden Voyager und Cassini. Und trotzdem löst der Blick mit dem eigenen Auge auf das Original - auch in vergleichsweise kleinen Amateurgeräten - Verwunderung, Überraschung und Faszination aus. Zur Vorbereitung und Auswertung von Saturn-Beobachtungen steht eine ganze Palette digitaler Werkzeuge kostenfrei zur Verfügung. Der fachliche Hintergrund kann mithilfe von Internetrecherchen und interaktiven Online-Anwendungen im Computerraum oder am heimischen Rechner abwechslungsreich und auch spielerisch vertieft werden. Informationen zur Sichtbarkeit des Planeten am Abendhimmel finden Sie unter Links und Literatur . Zur Vorbereitung der Beobachtung können mithilfe kostenfreier Planetarium-Software (z.B. Stellarium ) Simulationen durchgeführt und Sternkarten ausgedruckt werden. Die Beschäftigung mit dem Thema Saturn kann im Rahmen einer Astronomie AG oder des Differenzierungsunterrichts methodisch und inhaltlich sehr vielseitig gestaltet werden: Neben Internetrecherchen und der Nutzung des Rechners als Werkzeug gilt es die positiven Effekte eines gemeinsamen Naturerlebnisses mitzunehmen. Inhaltlich spannt sich der Bogen von den Beobachtungen und Zeichnungen Galileo Galileis (1564-1642) und Christiaan Huygens' (1629-1695) bis hin zur Landung einer Sonde auf der Oberfläche des Saturnmonds Titan im Jahr 2005 und den Ergebnissen der Cassini-Mission. Beobachtung der Saturnringe Was sieht man von den Ringen mit welcher Ausrüstung? Wie entstehen die verschiedenen Ringstellungen? Welche Ausstattung benötigt man für fotografische Dokumentationen? Der Saturnmond Titan Titan ist bereits mit leichtem Gerät sichtbar. Er ist der einzige Mond des Sonnensystems mit einer Atmosphäre. Dies macht ihn zum Spekulationsobjekt der Exobiologie. Virtuelle Exkursionen Mit Online-Anwendungen von ZDF und NASA können Schülerinnen und Schüler das Saturnsystem virtuell erkunden. Eigene Beobachtungen werden mit Stellarium vorbereitet. Die Schülerinnen und Schüler beobachten gemeinsam den Abendhimmel und finden mithilfe einer Aufsuchkarte (Planetariumsoftware) den Planeten Saturn. sehen mithilfe eines Spektivs (wie es zum Beispiel Hobby-Ornithologen verwenden) oder eines Amateurteleskops (Schulteleskop, Volkssternwarte) das Ringsystem des Planeten mit eigenen Augen. verstehen die Entwicklung der Ringöffnung im Laufe eines Saturnjahres und schulen so ihr räumliches Vorstellungsvermögen. identifizieren den Saturnmond Titan am Himmel und lernen die Ergebnisse der Huygens-Mission kennen. wissen, was Galileo Galilei (1564-1642) und Christiaan Huygens (1629-1695) mit den Teleskopen ihrer Zeit gesehen und wie sie ihre Beobachtungen interpretiert haben. informieren sich mithilfe von Internetrecherchen und interaktiven Online-Anwendungen über Saturn und Titan, seinen größten Mond. lernen Stellarium und Bildbearbeitungssoftware als Werkzeuge zur Vorbereitung kennen und nutzen diese. Zudem erlernen sie die Dokumentation und Auswertung astronomischer Beobachtungen. Der Besuch einer Volkssternwarte lohnt sich! Betrachtet man den gelblich leuchtenden Saturn in einem fest montierten Fernglas bei 15-facher Vergrößerung, kann man bei entsprechender Ringstellung bereits eine elliptische Form erkennen. Im Jahr der Veröffentlichung dieses Artikels hat sich sich dieser Effekt allerdings nicht eingestellt, denn zur Zeit der Opposition im Jahr 2010 beträgt die Ringöffnung nur 3,2 Prozent. Bei 40-facher bis 60-facher Vergrößerung sieht Saturn dann daher wie ein "Durchmesser-Symbol" aus - das Ringsystem erscheint als Strich. Dieser Anblick lässt sich bereits mit einem guten Spektiv erzielen, wie es von Hobby-Ornithologen verwendet wird. Eine Volkssternwarte in Ihrer Nähe finden Sie mithilfe des German Astronomical Directory: German Astronomical Directory (GAD) Hier finden Sie eine Zusammenstellung astronomischer Vereine, Sternwarten und Planetarien von David Przewozny. Geringe Ringöffnung Eine "Kantstellung" der Ringe macht sich durch eine relativ geringe Leuchtkraft des Planeten in diesem Jahr bemerkbar: Bei maximal geöffneten Ringen reflektieren diese 1,5 Mal soviel Licht wie das Planetenscheibchen selbst, das im Jahr 2010 mehr oder weniger auf sich allein gestellt ist. Bei weit geöffneten Ringen ist die Cassini-Teilung mit Amateurteleskopen, wie sie Schul- oder Volkssternwarten zur Verfügung stehen, unter sehr guten Bedingungen zu erkennen (150- bis 200-fache Vergrößerung). Abb. 1 zeigt eine Aufnahme des Saturns von Thomas Borowski mit einem Amateurteleskop (Februar 2009, 150 Millimeter Fernrohröffnung, 4.800 Millimeter Brennweite). Zum Zeitpunkt der Aufnahme präsentierte uns Saturn sein Ringsystem in "Kantstellung". Form und Atmosphäre Eine Kantstellung der Ringe begünstigt die Wahrnehmung der abgeplatteten Gestalt des Planeten (siehe Abb. 1). Diese ist eine Folge der Kombination aus geringer mittlerer Dichte (in Wasser würde Saturn schwimmen) und schneller Rotation (ein Saturntag dauert weniger als elf Stunden). Der Äquatordurchmesser beträgt 120.000 Kilometer, der Poldurchmesser nur 108.000 Kilometer. Wolkenbänder sind in kleineren Amateurgeräten (ohne Bildbearbeitung) nicht zu erkennen. Das heißt aber nicht, dass es in der Saturnatmosphäre ruhig zugeht - hier treten Windgeschwindigkeiten von 1.800 Kilometern pro Stunde auf! Das Ringsystem des Saturns ist um etwa 27 Grad zur Bahnebene des Planeten geneigt. Da die Ringe "raumfest" sind, präsentieren sie sich uns während einer Sonnenumrundung des Planeten - die etwa dreißig Erdenjahre in Anspruch nimmt - aus ganz unterschiedlichen Perspektiven. Dies wird durch die Fotoserie in Abb. 2 deutlich. Die Bilder zeigen verschiedene Ringstellungen, die das Hubble-Weltraumteleskop in den Jahren 1996 bis 2000 aufgenommen hat. Die verschiedenen Etappen, über die ein kompletter Ringzyklus verläuft, werden in der folgenden Aufzählung kurz skizziert. Etwa alle 15 Jahre schließen sich dabei die Ringe, sodass wir von der Erde aus auf ihre "Kante" blicken. Für eine kurze Zeit scheinen Sie dann zu verschwinden. Der Wechsel der Ringstellungen verläuft über folgende Etappen: Der Planet wendet uns seine Südhalbkugel maximal zu. Seine Ringe sind maximal geöffnet. Etwa 7,5 Jahre später blicken wir auf die Ebene der Ringe, die dann nur als Strich erscheinen und für kurze Zeit verschwinden. Nach weiteren etwa 7,5 Jahren wendet uns der der Planet seine Nordhalbkugel maximal zu, und die Ringe erscheinen wiederum weit geöffnet. In den nächsten Jahren schließen sich die Ringe für uns wieder, bis wir nach 7,5 Jahren wiederum ihre Kante betrachten. Danach öffnen sie sich und nach dreißig Jahren ist ein "Ringzyklus" vollendet: Saturn wendet uns wieder seine Südhalbkugel bei maximal geöffneten Ringen zu. Dokumentation der Eigenbewegung des Planeten Mit einer einfachen Digitalkamera und einer kostenfreien Bildbearbeitungssoftware können Schülerinnen und Schüler die Eigenbewegung des Planeten vor dem Fixsternhimmel dokumentieren. Abb. 3 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt ein mögliches Teilergebnis: Drei Einzelbilder (in diesem Beispiel erstellt mit einer Planetarium-Software) wurden zu einem Bild addiert, das drei Positionen des Saturns unterhalb des Sternbilds Löwe zeigt (Simulation für das Jahr 2009). Durch eine entsprechende Fotoserie lässt sich eine Spur erzeugen, die die Bewegung des Planeten über mehrere Wochen oder Monate zeigt. Praktische Hinweise zur Bedienung der Digitalkamera und eine kurze Anleitung, wie aus den Einzelfotos die Spur des Saturns mit der kostenfreien Software Fitswork rekonstruiert werden kann, finden Sie in dem folgenden Beitrag: Saturn-Portraits Wer Gelegenheit hat, mit einem Schulteleskop oder in Zusammenarbeit mit einer Volkssternwarte Saturn bei 150- bis 200-facher Vergrößerung zu fotografieren oder zu filmen, kann die kostenfreie Software RegiStax nutzen, um aus einer Vielzahl von Einzelbildern ein optimiertes Summenbild zu berechnen. Dieses bringt Einzelheiten zum Vorschein, die beim Blick durch das Teleskop nur andeutungsweise oder gar nicht erkennbar sind. Abb. 4 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt ein in RegiStax geladenes Einzelfoto des Planeten. Nach dem Abschluss des so genannten "Stacking" ("Stapeln" von Bildern) sind die Cassini-Teilung sowie Wolkenbänder deutlich erkennbar (Abb. 5). Eine ausführliche Beschreibung der entsprechenden Arbeitschritte mit Screenshots finden Sie in diesem Artikel: Das gute alte Zeichnen trainiert wie kaum eine andere Übung die naturwissenschaftliche Grundfertigkeit des genauen Beobachtens. Das Zeichnen zwingt uns, wirklich genau hinzusehen und ermöglicht die Wahrnehmung vieler Details, die dem in der Regel flüchtigen ersten Blick fast immer entgehen. Zeichenstunden am Teleskop Lernende auf den Spuren Galileis: Objekte werden studiert und die naturwissenschaftlichen Grundtechniken des genauen Beobachtens und Protokollierens geübt. Im Rahmen der Beschäftigung mit dem Thema Saturn sollten die Schülerinnen und Schüler auch die Meilensteine der Saturnforschung kennen lernen und insbesondere wissen, was Galileo Galilei (1564-1642) und Christiaan Huygens (1629-1695) mit den Teleskopen ihrer Zeit gesehen und wie sie ihre Beobachtungen interpretiert haben. Informationen dazu bieten die folgenden Internetseiten: astronomy2009.org: Darstellung der Venusphasen von Galileo Galilei Die Darstellung von 1623 zeigt Saturn, Jupiter, Mars und die Phasen der Venus (aus: Il saggiatore, In Roma, appresso Giacomo Mascardi). Galilei deutete die Ringe als "Henkel". Astrolexikon: Die Erforschung des Saturn Meilensteine in der Saturnforschung; hier finden Sie unter anderem eine Skizze von Christiaan Huygens, der als erster die Natur der Saturnringe verstand. Titan ist schon in einem lichtstarken Feldstecher als leicht rötlicher Begleiter des Ringplaneten zu sehen. Mit einem Durchmesser von 5.150 Kilometern ist er nach dem Jupitermond Ganymed der zweitgrößte Mond im Sonnensystem. Auch die anderen größeren Saturnmonde, wie Dione und Rhea, sind für mittlere Amateurteleskope kein Problem. Insgesamt kennt man heute etwa 60 Saturntrabanten. Die Positionen der fünf hellsten Saturnmonde kann man über ein Applet auf der Webseite der Western Washington University für jeden gewünschten Zeitpunkt anzeigen lassen: Western Washington University Planetarium Das Java-Applet zeigt die Position der fünf größten Saturnmonde. Beachten Sie die verschiedenen Darstellungsmöglichkeiten („Direct view“, Inverted view“, „Mirror reversed“). Einzigartige Atmosphäre Titan ist der einzige Mond in unserem Sonnensystem, der eine dichte Atmosphäre besitzt. Auf seiner Oberfläche herrscht mit 1,5 bar ein höherer Druck als auf der Erde. Wie die Atmosphäre der Erde besteht die von Titan hauptsächlich aus Stickstoff. Der orangefarbene Nebel, der den Mond verhüllt (Abb. 6), enthält zudem einen interessanten Cocktail verschiedener organischer Verbindungen. Sauerstoff ist in der Atmosphäre praktisch nicht vorhanden. Da diese Bedingungen denen auf der Urerde ähneln könnten, ist Titan ein interessantes Spekulationsobjekt für die Exobiologen. Über erste Schritte einer "chemischen Evolution" wird Titan aufgrund der niedrigen Temperaturen (etwa -170 Grad Celsius) aber nicht hinausgekommen sein. Leben, wie wir es kennen, kann dort nicht existieren. Die Erkundung der Oberfläche Im Rahmen der Cassini-Huygens-Mission von NASA und ESA wurde im Januar 2005 der Lander Huygens auf der Titanoberfläche abgesetzt. Dieses Projekt gewährte erstmals einen Blick auf die Oberfläche des Mondes im sichtbaren Licht. Während des turbulenten Abstiegs an Fallschirmen gab der Dunst erst ab einer Höhe von 20 Kilometern den Blick frei auf eine vielfältig interpretierbare Landschaft mit küstenartigen Formationen, Abflussgräben, mäandrierenden Flusssystemen oder Dünenformationen. Bilder vom Landeplatz (Abb. 7) kommen uns "vertraut" vor: Die Ebene mit zahlreichen Brocken erinnert an die Marsoberfläche. Die Brocken auf dem Titan bestehen jedoch nicht aus Gestein, sondern - wie auch der Boden - aus gefrorenem Wasser und Kohlenwasserstoffen. Wie entstehen die Bilder? Abb. 7 zeigt ein nachbearbeitetes Foto vom Landeplatz der Huygens-Sonde - die Originaldaten lieferten lediglich Schwarzweiß-Bilder. Am Beispiel der Fotos von der Titanoberfläche kann der Frage nachgegangen werden, wie die Bilder aus den weit entfernten Winkeln des Sonnensystems entstehen und was sie eigentlich zeigen. Was ist "real", was "künstlerisch-spekulativ" und was durch die technische Bearbeitung aus den Daten zum Zwecke der Auswertung "herausgekitzelt" oder "überhöht"? Anregungen dazu finden Sie in dieser Unterrichtseinheit: Die reale Beobachtung kann durch virtuelle Exkursionen vor- oder auch nachbereitet werden. Lernende können dabei Informationen "tanken", die die Live-Begegnung mit Saturn und Titan bereichern. Für jüngere Schülerinnen und Schüler bietet sich dafür das virtuelle ZDF-Raumschiff Pegasus an. Abb. 8 zeigt einen Screenshot aus dem Cockpit mit Blick auf den Saturn. Informationen zu den Planeten und ihren Monden können über das "Infosystem" der Pegasus aufgerufen werden - Daten, Bilder und zum Teil auch Animationen (Abb. 9). Zudem informiert ein Sprecher über den jeweils anvisierten Himmelskörper. Anregungen zum Einsatz dieses Online-Angebots im Unterricht inklusive Arbeitsblatt finden Sie in dieser Unterrichtseinheit: Mit dem NASA-Simulator können sich ihre Schülerinnen und Schüler auf Planeten und Monde des Sonnensystem versetzen, zum Beispiel den Saturn auf dem Mond Mimas umrunden und dabei den Ringplaneten am Nachthimmel seines kleinen Mondes betrachten. Auch der ungewohnte Blick auf das Ringsystem "von oben" ist möglich (Abb. 10). Zudem kann man aus der Perspektive verschiedener Raumsonden (zum Beispiel Voyager, Cassini oder Deep Impact) Planeten und Monde betrachten. Datum, Uhrzeit und Blickwinkel beziehungsweise Größe der Objekte können frei gewählt werden. Maßanfertigung von Himmelskarten Stellarium ist ein ideales Werkzeug zur Vorbereitung astronomischer Beobachtungen. Mit der kostenfreien und plattformunabhängigen Software können Sie den Sternhimmel zu jeder Zeit an jedem Ort simulieren. Abb. 11 zeigt als Beispiel einen Blick auf den Kölner Abendhimmel am 22. März 2010 um etwa 21:00 Uhr in Richtung Südosten. Klicken Sie zur Vergrößerung des Ausschnitts die Himmelskarte an. Saturn hat seine Opposition erreicht und ist unterhalb des Löwe in dem eher unscheinbaren Sternbild Jungfrau nicht zu verfehlen. Stellarium als virtuelles Teleskop Das Online-Applet des Western Washington University Planetarium zur schnellen Bestimmung Position der Saturnmonde haben wir bereits vorgestellt (siehe Der Saturnmond Titan ). Zu diesem Zweck können Sie auch Stellarium verwenden, indem Sie sich "teleskopmäßig" an den Planeten heranzoomen (Abb. 12, Platzhalter bitte anklicken). Die Positionen der Monde können sich im Laufe einer Nacht deutlich ändern. (Allerdings kann Stellarium bei der Simulation der Mondbewegungen kleine Ungenauigkeiten zeigen.) Durch "Bedeckungen" und "Durchgänge" (Dione und Enceladus in Abb. 14) sind nicht immer alle Monde zu sehen. Die astronomischen Jahrbücher informieren über die Positionen von Planeten und Monden: Ahnert Astronomisches Jahrbuch, Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft (Heidelberg) Keller Kosmos Himmelsjahr, Kosmos Verlag

Seit dem Ende des Kalten Krieges haben sich die Einsatzgebiete der Bundeswehr stark verändert. Trotz aller Umstrukturierungen hält das Verteidigungsministerium hartnäckig an der Wehrpflicht fest. Aber die Debatte um die Berufsarmee hat an Fahrt begonnen.Die Bundeswehr wird umgebaut: die Regierung will die Armee zu einer schlagkräftigen Truppe für Einsätze in Krisenregionen in der ganzen Welt reformieren. Dabei steht sogar die Zukunft von Wehr- und Zivildienst zur Diskussion. Gleichzeitig muss die Bundeswehr dafür viele ihrer Standorte in Deutschland aufgeben, was in den betroffenen Regionen für heftige Proteste sorgt.Die Schülerinnen und Schüler sollen sich über die Aufgaben und die Reform der Bundeswehr informieren. die Bedeutung der Bundeswehr als Standortfaktor erkennen. sich des Wandels der geostrategischen Situation in der Welt seit dem Ende des Ost-West-Konflikts bewusst werden. über die Zukunft der allgemeinen Wehrpflicht und die neuen Aufgaben der Bundeswehr diskutieren. das Internet als Informations- und Recherchemedium nutzen. Thema Die Bundeswehr: Mobile Einsatztruppe statt Heimatschutz Autoren Wolfgang Bauchhenß und Michael Bornkessel Fach Politik, Sozialwissenschaften Zielgruppe Sek I und II, ab Klasse 9 Zeitaufwand je nach Intensität und Schwerpunktsetzung mindestens 3 Stunden Medien Computer mit Internetzugang 105 Standorte werden geschlossen Der damalige Verteidigungsminister Peter Struck (SPD) kündigte Ende Oktober 2004 die radikalsten Kürzungen in der Geschichte der Bundeswehr an: 105 Standorte sollen bis zum Jahr 2010 geschlossen werden, 48.700 Dienstposten will der Minister streichen. Schon seit Jahren hatten Politiker gefordert, die Bundeswehr einem radikalen Umbau zu unterziehen; doch bisher hatte sich kein Verteidigungsminister an die undankbare Aufgabe gewagt, die schmerzhafte Reform in Angriff zu nehmen. Armee der 250.000 bis 2010 Die Standorte werden aus betriebswirtschaftlichen Gründen geschlossen, denn die Bundeswehr muss bis 2010 insgesamt 26 Milliarden Euro einsparen. Derzeit gibt es noch 600 Standorte. Zusätzlich zu den jetzt geplanten 105 Schließungen fallen aufgrund früherer Beschlüsse ohnehin schon 100 Standorte bis voraussichtlich 2006 weg. Die Stärke der Armee soll bis 2010 von derzeit 285.000 auf insgesamt 250.000 aktive Soldatinnen und Soldaten sinken. Die Personalstärke im zivilen Bereich soll auf 75.000 Personen sinken. Von Schleswig-Holstein bis Bayern Der Protest kam prompt. In vielen betroffenen Städten und Gemeinden gingen die Bürgerinnen und Bürger zu Protestkundgebungen auf die Straße. In den betroffenen Landstrichen haben die Menschen Angst um die Zukunft ihrer Regionen. Die Sorge der Menschen ist begründet. In vielen Gemeinden, deren Bundeswehr-Standorte nun geschlossen werden, ist das Militär der einzige größere Arbeitgeber. So liegen gerade in Schleswig-Holstein, einem der am härtesten betroffenen Bundesländer, viele Kasernen in strukturschwachen Regionen. Dort gibt es kaum Industrie und nur wenige Arbeitsplätze in anderen Branchen - aber an den Standorten der Bundeswehr leben jeweils einige Hundert Familien vom größten Arbeitgeber am Ort. Auch in Nordrhein-Westfalen, Bayern und Niedersachsen, den Bundesländern, die am stärksten von den Schließungen betroffen sind, ist die Bundeswehr oft einziger großer Arbeitgeber in der Region. Angst vor dem Verlust von Arbeitsplätzen und Kaufkraft Wenn der nun seine Tore schließt, hat das Konsequenzen für die gesamte Kommune: Die Soldatinnen und Soldaten werden an andere Standorte versetzt, sie müssen also mit ihren Familien umziehen. Die zivilen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Bundeswehr dürften in vielen Fällen ihre Stellen verlieren. Sie müssen sich dann neue Arbeit suchen oder ebenfalls mobil sein und umziehen. Das hat auch Folgen für die Unternehmen, die von der Kaufkraft der Bundeswehrangehörigen leben: Lebensmittelhändler, Bäckereien und andere Geschäfte verlieren einen nicht geringen Teil ihrer Kunden. Proteste gegen Standortschließungen Die Folgen der Standortschließungen sind in den Regionen vergleichbar mit der Schließung einer Fabrik. Wie in solchen Fällen üblich, wehren sich die Menschen vor Ort: Sie demonstrieren für den Erhalt ihrer Standorte; die Bürgermeister fahren nach Bonn und Berlin, um die Schließung noch abzuwenden; die Ministerpräsidenten protestieren bei Verteidigungsminister Struck und fordern von der Bundesregierung Hilfsgelder für die betroffenen Regionen. Militärische und betriebswirtschaftliche Kriterien zählen Doch aller Protest scheint vergebens: Der Verteidigungsminister ist fest entschlossen, seine Streichliste durchzusetzen. Er habe nach militärischen und betriebswirtschaftlichen Kriterien entschieden, und die Streichungen seien im Rahmen des Umbaus der ganzen Bundeswehr notwendig. Auch die Bundeswehr müsse sich angesichts knapper Kassen um Wirtschaftlichkeit und Effizienz bemühen, könne nicht als Wirtschaftsförderungsprogramm verstanden werden. Wiederbewaffnung nach dem Zweiten Weltkrieg Bei ihrer Gründung 1955 war die Bundeswehr als reines Verteidigungsheer konzipiert. So sollte ausgeschlossen werden, dass nach dem Zweiten Weltkrieg wieder eine militärische Aggression von Deutschland ausgehen könnte. Zugleich sollte die Bundeswehr im Kalten Krieg an der Schnittstelle der politischen Systeme mitten in Europa eine starke Präsenz zeigen. In den ersten Jahrzehnten ihres Bestehens wurde die Bundeswehr daher für die Verteidigung des Landes gegen eine Bedrohung aus dem Osten ausgerüstet.1956 wurden die ersten Wehrpflichtigen eingezogen. Die Friedensstärke der Armee sollte 495.000 Mann betragen, ihr Aufbau wurde 1965 abgeschlossen. LeMO: Wiederbewaffnung Das Lebendige virtuelle Museum online (LeMO) informiert über die Pläne zum Aufbau der Bundeswehr und der Nationalen Volksarmee in der DDR von 1949 bis 1955. Von der innerdeutschen Grenze nach Afghanistan Nach dem Ende des Kalten Krieges in den neunziger Jahren des 20. Jahrhunderts wurde dieses Konzept hinfällig. Der Warschauer Pakt als Widerpart der NATO zerfiel mit der Vormachtstellung der Sowjetunion. Nun herrschte in Europa eine stabile sicherheitspolitische Lage. Zunächst verkleinerte die Regierung die Bundeswehr, die mit der Wiedervereinigung auf 500.000 Mann angewachsen war. Schon 1994 standen nur noch 370.000 Mann in ihren Diensten, heute sind es etwa 284.000 Soldatinnen und Soldaten. In den neunziger Jahren nahmen deutsche Soldaten erstmals an Auslandseinsätzen teil, etwa im Kosovo, in Bosnien-Herzegowina oder Mazedonien. Nach den Terroranschlägen vom 11. September 2001 wurden im Rahmen von internationalen Einsätzen Einheiten nach Afghanistan oder an das Horn von Afrika entsendet. Seither stieg die Zahl solcher Einsätze in internationalen Missionen an: Derzeit sind um die 7.000 deutsche Soldaten im Ausland stationiert. Bundeswehr in den Kongo? Derzeit diskutiert die Bundesregierung den Einsatz von Bundeswehrsoldaten im Kongo: die UNO will die im Juni 2006 geplanten Präsidentschaftswahlen absichern und die Bundeswehr soll sich im Rahmen einer EU-Mission federführend daran beteiligen. Verschiede Medien berichteten, dass Franz Josef Jung (CDU), Strucks Nachfolger als Verteidigungsminister, 500 Fallschirmjäger als Teil einer europäischen Truppe in das zentralafrikanische Land entsenden will. Allerdings müsse, neben einem UNO-Mandat mit einer "klaren räumlichen und zeitlichen Befristung", auch der kongolesische Präsident mit dem Einsatz einverstanden sein. Erst dann würden EU-Truppen, und damit auch deutsche Soldaten, in das afrikanische Land entsandt werden, betonte Bundeskanzlerin Angela Merkel (CDU). Die EU-Truppe soll die bereits im Kongo stationierten 16.000 UN-Soldaten unterstützen. Außer Deutschland haben bereits Frankreich, Schweden, Belgien, Portugal und Spanien signalisiert, sich unter Umständen mit Truppen zu beteiligen. Allerdings wäre der Einsatz nicht ganz ungefährlich. Der stellvertretende Bundesvorsitzende des Deutschen Bundeswehrverband, Ulrich Kirsch, schätzt die Sicherheitslage im Kongo als "völlig unklar" ein. Er betonte gegenüber der Bild-Zeitung: "Aber das Schlimmste wäre, gegen Kindersoldaten kämpfen zu müssen." Die Vereinten Nationen schätzen, dass rund 30.000 Kindersoldaten am Bürgerkrieg im Kongo beteiligt sind. Die Risiken eines solchen Einsatzes hält der SPD-Verteidigungsexperte Rainer Arnold trotzdem für überschaubar: "Das Risiko für die EU-Soldaten wird von allen Beteiligten vor Ort als außerordentlich gering angesehen." Man müsse die Soldaten nicht einmal komplett in Kongos Hauptstadt Kinshasa einsetzen, ein Teil könne man in Nachbarstaaten als schnell einsetzbare Reserve stationieren. Mehr Aufgaben, weniger Personal und neue Aufgaben im Inneren? Kritiker der Regierung warnen aber davor, die Bundeswehr zu stark zu verkleinern. Schließlich müsse das Heer auch regelmäßig im Inland bei Katastropheneinsätzen helfen: bei den Hochwassern an der Oder und in Sachsen im Jahr 2002 halfen Bundeswehrsoldaten beim Deichbau und bei der Beseitigung der schlimmsten Schäden. Beim Schneechaos im Februar 2006 schippten eilig herbeigerufene Soldaten Schnee von bayerischen Hausdächern. Auch in anderen Notsituationen können Einsätze der Bundeswehr im Inland notwendig werden, etwa nach Terroranschlägen. Auch für die Einsätze im Ausland, auf die der Minister das Heer durch seinen Umbau besonders vorbereiten will, brauche man mehr Personal, als die Regierung zugestehen wolle. Der Vorschlag, die Bundeswehr auch im Inland einsetzen zu können, sorgte im Vorfeld der Fußball-WM 2006 in Deutschland neuerlich für Aufsehen. Innenminister Wolfgang Schäuble (CDU) zeigte sich hartnäckig und forderte wiederholt, die Bundeswehr in die Sicherheitspla-nungen mit einzubeziehen: sie sollte die Polizei von bestimmten Aufgaben, etwa beim Ob-jektschutz von Botschaften und Synagogen, entlasten. Allerdings kritisierten die SPD und die Opposition die Pläne des Innenministers scharf. Bundeskanzlerin Angela Merkel sprach schließlich ein Machtwort und schloss Veränderungen kurz vor der Fußball-WM aus. Denn das Grundgesetz verbietet den bewaffneten Einsatz der Bundeswehr im Inneren und um das Grundgesetz zu ändern, braucht man eine 2/3-Mehrheit in Bundestag und Bundesrat. Neunmonatiger Grundwehrdienst Derzeit müssen junge Männer einen neunmonatigen Grundwehrdienst ableisten; die Dauer des Dienstes wurde in den vergangenen Jahren immer weiter verkürzt. In dieser Zeit erhalten sie eine Grundausbildung für den Dienst bei der Bundeswehr. Freiwillige können den Grundwehrdienst bei besserer Bezahlung verlängern oder sich ganz für ein Leben als Berufssoldat entscheiden. Sicherung der Aufgaben im Inland Die Bundesregierung will weiterhin an der Wehrpflicht festhalten. Der ehemalige Verteidigungsminister Struck hatte alle Forderungen nach ihrer Abschaffung abgelehnt. Befürworter der Wehrpflicht weisen darauf hin, dass gerade bei einer Verkleinerung der Bundeswehr eine gewisse Anzahl von Wehrdienstleistenden benötigt werde. So könne die Bundeswehr Nachwuchs auch für das Berufsheer rekrutieren. Zudem leisteten die Wehrdienstleistenden wichtige Aufgaben im Inland: Während zahlreiche Berufssoldaten bei Auslandseinsätzen weilen, würden die Dienstleistenden dafür sorgen, dass die Bundeswehr auch zuhause weiter funktioniert und mit ihrer logistischen Arbeit ihrer Kollegen im Ausland unterstützen. Die kostengünstigere Lösung Die Befürworter der Wehrpflicht erinnern dabei auch an die Kosten: Die Wehrdienstleistenden mit Freiwilligen zu ersetzen, würde hohe Kosten verursachen, da die Dienstleistenden nur einen deutlich niedrigeren Sold erhalten. Als weiteres Argument für die Wehrpflicht wird auch oft die Verankerung der Bundeswehr in der Gesellschaft angeführt. Solange ständig neue Wehrdienstleistende "von außen" zur Bundeswehr kommen, sei gewährleistet, dass sich das Militär nicht von den gesellschaftlichen Realitäten entfremde. Dieses Argument wurde besonders in den fünfziger Jahren angeführt, als es wenige Jahre nach dem Zweiten Weltkrieg Ressentiments gegen die Einführung der Bundeswehr gab. Zivildienst sichert soziale Leistungen Ein weitaus aktuelleres Problem wäre die Abschaffung der Wehrpflicht für die Organisationen, die Zivildienstleistende beschäftigen. Mit dem Ende einer allgemeinen Dienstpflicht für junge Männer wäre auch das Ende des Zivildienstes besiegelt. Viele soziale Einrichtungen könnten dann nicht mehr auf die billige Arbeitskraft der "Zivis" zurückgreifen; Kritiker warnen, dass es dann Einschränkungen sozialer Leistungen geben könnte. Klasse statt Masse Dennoch sehen die Gegner der Dienstpflicht den Wehrdienst vor allem als Anachronismus. Wollte die Bundesrepublik noch im Kalten Krieg ein zahlenmäßig starkes Heer für die Verteidigung des Landes aufrechterhalten, haben sich die Aufgaben der Bundeswehr fünfzehn Jahre später grundlegend gewandelt. Statt Masse komme es nun auf Klasse an: Die neue Bundeswehr brauche nur gut ausgebildete Spezialisten. Das könnten aber keine Wehrpflichtigen sein; für diese Aufgaben brauche man hoch motivierte freiwillige Berufssoldaten. Wo bleibt die Wehrgerechtigkeit? Auch sei die Wehrpflicht nicht mehr gerecht: Während in früheren Jahren ein Großteil der tauglichen jungen Männer eines Jahrgangs zum Dienst eingezogen wurde, habe die Bundeswehr mittlerweile gar keinen Platz mehr für so viele junge Rekruten. Nur noch zehn Prozent eines Jahrgangs müsse den Dienst an der Waffe antreten; der Rest werde einfach nicht mehr eingezogen - von der so genannten Wehrgerechtigkeit, die die Grundlage für die Dienstverpflichtung durch den Staat darstellt, bleibe da nichts mehr übrig. Ohnehin machten die Dienstverpflichteten nur noch einen relativ geringen Teil des Personals bei der Bundeswehr aus. Neue Pläne nach dem Regierungswechsel Verteidigungsminister Franz Josef Jung schlug Anfang März 2006 neue Töne an: obwohl die Bundeskassen leer sind, will er im Jahr 2006 mehr junge Männer zur Bundeswehr einziehen lassen. Die Zahl der Wehrdienststellen solle von 31.000 auf 35.000 erhöht werden, sagte er der "Neuen Osnabrücker Zeitung". Bei neun Monaten Wehrdienst bedeutet das, dass insgesamt 46.500 Wehrpflichtige eingezogen werden sollen. Langfristig will er sogar bis zu 35.000 neue Dienstposten für Wehrpflichtige schaffen. Damit will er die Quote der einberufenen Männer erhöhen und die Wehrgerechtigkeit verbessern, sagte Jung: "Der Umfang unserer Streitkräfte wird nicht nach Kassenlage festgelegt, sondern muss sich auch an den Erfordernissen der Sicherheit Deutschlands und den politischen Vorgaben auch zur Wehrgerechtigkeit orientieren". Allerdings ist Jung wie sein Vorgänger Struck der Meinung, dass es keine Alternative zur allgemeinen Wehrpflicht gebe. Deutschland könne mit einer Berufsarmee seine internationalen Verpflichtungen nicht mehr erfüllen: denn aus Kostengründen müsse eine reine Berufsarmee kleiner sein als die heutige Bundeswehr. Trend zur Berufsarmee Der Blick in europäische Nachbarländer zeigt, dass die Tendenz allgemein hin zu Berufsheeren geht, die gut ausgebildet für spezielle Aufgaben jederzeit abrufbar sind. Gerade in Europa scheint die Landesverteidigung nicht mehr die Hauptaufgabe der Truppen zu sein, sondern der Einsatz in Krisenregionen. Frankreich und Spanien als Vorreiter Nach dem Ende des Kalten Krieges haben unsere europäischen Nachbarn in Belgien, Frankreich, den Niederlanden, Portugal und Ungarn ihre Heere in Berufsarmeen umgewandelt. In Frankreich wurde die Wehrpflicht mit Wirkung zum 31. Dezember 2002 abgeschafft. In Europa hat auch die Regierung von Spanien die Wehrpflicht vor einigen Jahren abgeschafft. Die spanische Armee hatte daraufhin aber massive Probleme genügend Personal zu finden, weil den meisten Spaniern eine Arbeit beim Heer zu unattraktiv erschien. Die Spanier mussten die Anforderungen senken, um bei der Armee aufgenommen zu werden, und sie warben auch in anderen Ländern um Arbeitskräfte. Deshalb stehen dort mittlerweile zahlreiche Soldaten im Dienst, die aus Ländern Lateinamerikas stammen. US-Armee: Irak-Krieg schreckt ab Auch die Armee der USA ist eine Berufsarmee: Soldaten haben dort einen sicheren Arbeitsplatz mit guten Aufstiegschancen. Daher verpflichten sich insbesondere Einwanderer und Angehörige unterer Bevölkerungsschichten beim Militär, die andernorts nur zu schlechteren Bedingungen Arbeit fänden. In letzter Zeit hat allerdings auch die US-Armee Schwierigkeiten, Personal zu rekrutieren, da in Kriegszeiten die Wahrscheinlichkeit, in Länder wie Afghanistan oder den Irak geschickt zu werden, groß ist. Misshandlungsfälle sprechen nicht für Berufsarmee Nach Ansicht des damaligen Verteidigungsministers Peter Struck waren die vor einiger Zeit aufgedeckten Misshandlungsfälle bei der Bundeswehr kein Argument dafür, eine Berufsarmee einzuführen. Der "Sächsischen Zeitung" sagte Struck dazu, gerade dort würden solche Fälle wahrscheinlich gar nicht herauskommen. Nachdem Fälle aus der Kaserne im westfälischen Coesfeld bekannt worden waren, wo Ausbilder Wehrpflichtige mit Stromstößen gepeinigt hatten, sind in anderen Bundesländern weitere Misshandlungen bekannt geworden, die derzeit geprüft werden. Einige der zuständigen Ausbilder in Coesfeld wurden nach Angaben der Bundeswehr bereits fristlos aus dem Dienst entlassen.

Neue Medien können nicht nur Texte, sondern auch Bilder in eine Hyperstruktur bringen. Wie so ein Hypercomic entsteht, zeigt dieser Beitrag zum Kunstunterricht mit Computer, Scanner und digitaler Bildbearbeitung.Hypercomic bedeutet das Erforschen von neuen Erzählformen, in denen der User seinen eigenen Weg durch eine vernetzte Bild-Geschichte kreiert. Wie verändert sich das Erzählen von Bild-Geschichten durch die erweiterten Möglichkeiten der Hyperstruktur? Die vielschichtige, nicht-lineare Aufbereitung von Geschichten im Web aus dem Fundus schon bestehender Zeichnungen, Fotografien oder computergenerierter Bilder kann für die Eigenarten des World Wide Web sensibilisieren. Der Einsatz multimedialer und netzbasierter Medien in der ästhetischen Bildung nimmt dabei nicht nur Bezug auf die Lebenswelt Jugendlicher, sondern fördert das Verstehen von analogen und digitalen Bildwelten sowie von entstehenden Realitätsebenen in "Virtual Reality" und "Mixed Reality". Neue ästhetische Ausdrucksformen entstehen mit neuen Medien im Mittelpunkt. Gestaltung bedeutet Handlungsorientierung Gerade das Fach Kunst kann in einer neuartigen visuellen Kultur eine wichtige Aufgabe für die Bildung übernehmen, da innerhalb dieses Fachs traditionellerweise der Fokus auf das Bild in seinen geschichtlichen und gesellschaftlichen Zusammenhängen gelegt und zugleich eine handlungsorientierte Anwendung geübt wird. Bildungsziele, die die Gestaltbarkeit der medialen Werkzeuge in den Vordergrund stellen, können konkretisiert werden. Als pädagogischer Mehrwert erweisen sich in diesem Kontext insbesondere die Sensibilisierung für neuartige ästhetische Prozesse und Kommunikationsstrukturen. Kooperatives Lernen im Mittelpunkt Neben die ästhetische Bildung tritt die kommunikative Bildung, zum Beispiel kooperatives Lernen und vernetztes Denken. Denn in der Annäherung an Netzmedien erweisen sich traditionelle Lehr- und Lernmethoden als nicht mehr adäquat. Es bildet sich gezwungenermaßen ein neues Lernen mit neuen Medien heraus, bei dem oftmals herkömmliche Unterrichtsformen überschritten und einzelne Fachsdisziplinen verzahnt werden. Bilder im Hypertext Die besonderen Eigenschaften von Bildern im Internet im Vergleich zum Papier. Mission Impossible - ein Projektbeispiel Studierende entwickeln einen Krimi als Hypertext. Tipps für die Umsetzung im Unterricht Tipps zur Arbeitsorganisation bei der Umsetzung im Unterricht. Tipps zur Hard- und Software Die Umsetzung eines Hypercomics ist mit Freeware möglich. Hinweise zum Projektunterricht Hinweise zu den Grundzügen der Projektmethode. Inhaltliche Ziele Die Schülerinnen und Schüler sollen Anknüpfungspunkte an ihre Lebenswelt entdecken. analoge und digitale Bildmedien verstehen. für neuartige ästhetische Prozesse sensibilisiert werden. neue ästhetische Ausdrucksformen mit Computer- und digitaler Bildtechnik finden. Ziele im Bereich der Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen mediale Kommunikationsstrukturen im Internet verstehen. Medien gestalten und zur Kommunikation einsetzen. die Gestaltbarkeit der medialen Werkzeuge erkennen. kooperatives Lernen und vernetztes Denken mithilfe neuer Netzmedien erlernen. Thema Hypercomic - Geschichten erzählen in Hyperstrukturen Autor Michael Scheibel Fach Kunst und fächerübergreifender Unterricht Zielgruppe Klasse 8 bis 10, Sekundarstufe II Zeitraum circa 12 Unterrichtsstunden Verlaufsplan Verlaufsplan Hypercomic zur Unterrichtseinheit Medien Computer mit Internetanschluss, Scanner, Digitalkameras, Bildbearbeitungssoftware, Netscape Composer, Webspace Voraussetzungen Grundkenntnisse in der digitalen Bildbearbeitung und Website-Gestaltung Online-Charakteristika Jedes Medium hat seine Eigenarten, so wie auch das Internet spezifische Charakteristika besitzt, die nicht durch andere Medien ersetzt werden können. Möchte man den charakteristischen Merkmalen insbesondere des Bildes im WWW auf die Spur kommen, ist es notwendig, jedwede Transformation dieses Bildes auf ein anderes Medium auszuschließen. Das heißt, wenn ein Bild mit all seinen Funktions- und Gebrauchsweisen aus dem Internet auf ein anderes Medium kopiert oder übertragen werden kann, dann hat dieses Bild keine spezifischen Online-Merkmale getragen. Ein Bild aus dem Web lässt sich beispielsweise auf Papier ausdrucken, aber die Verknüpfung dieses Bildes mit anderen Bildern nicht. Ist es zudem einmal auf Papier festgehalten, so ist es fixiert und nicht mehr digital veränderbar. Dies verdeutlicht, dass gewisse Merkmale eines Bildes, das im Internet integriert ist, nicht auf andere Träger übertragen werden können. Wendet man diese Überlegung positiv, dann lassen sich folgende Kriterien als zwei spezifische Merkmale des Bildes im Internet formulieren: Das Prozesshafte: Das Internet entwickelt keine Produkte, sondern Prozesse. Das Bild im WWW ist kein einmalig fixiertes Objekt, sondern ist inhaltlich und materiell einem ständigen Prozess unterworfen. Bilder können jederzeit aus ihrem Kontext gelöst, verarbeitet und in neue Umgebungen integriert werden. Bilder können zudem beliebig oft und mit beliebig vielen Adressaten kommuniziert werden. Die Verknüpfbarkeit: Im Internet dominiert die nicht-lineare Struktur des Hypertextes. Äquivalent werden für das Bild die Begriffe Hypergraphic, Hyperpicture und Hyperimage benutzt. Als Hypergraphic bezeichnet man eine Grafik in einem HTML-Dokument, die zugleich ein Verweis (Link) ist. Klickt man auf die Grafik, verzweigt der Browser zur angegeben URL. Die Einbettung des Bildes in eine Hyperstruktur erlaubt die Schaffung eines beliebig verknüpfbaren und variablen Bildsystems. Beispiel: Ein Kino-Projekt im Internet Der Künstler David Blair arbeitet seit 1994 an einem interaktiven Kino-Projekt im Internet. Grundlage dieses Projekts ist Blairs Spielfilm "WAX oder die Entdeckung des Fernsehens bei den Bienen". Die Internetarbeit Waxweb arbeitet mit Szenen dieses Filmes, die zu einem assoziativen Netz vielfältiger Bezüge verbunden werden. Je nach Interaktion des Betrachters formen die Elemente immer andere Erzählstränge und erzeugen zugleich permanent neue Interaktionsmöglichkeiten. Die lineare Filmerzählung wird durch die nicht-lineare Hyperstruktur des Webs aufgehoben. Gleichzeitig wird die Möglichkeit der Interaktion im Internet genutzt, um Prozesse zu erzeugen. Neue Funktions- und Gebrauchsweisen Das Beispiel zeigt, wie die Bedingungen des World Wide Web neue Funktions- und Gebrauchsweisen des Bildes generieren. Die Hyperstruktur schafft ein Netz mit Informationsknoten, das es ermöglicht, Bilder in einer neuen Weise zu strukturieren. Der Zugriff auf Bilder hängt wesentlich von dieser Organisationsstruktur ab. Über Verknüpfungen folgen wir Bildpfaden und zugleich stehen wir in einem interaktiven Prozess, der ein simultanes Rezipieren und Generieren von Bildverknüpfungen erlaubt. Kunst mit Netzmedien In einem einsemestrigen Kurs für Studentinnen und Studenten der Kunsterziehung an der Staatlichen Akademie der Bildenden Künste Stuttgart wurden unter der Leitung von Bettina Lockemann theoretische und praktische Grundlagen zum Internet vermittelt und in einem Projekt umgesetzt. Thema des Kurses war die Suche nach Schnittstellen zwischen analogen und digitalen Bildwelten. Dies ermöglichte den Studierenden, ihre künstlerischen Ideen mit den Gegebenheiten der Netzmedien zu verbinden. Ein Krimi entsteht als Hypertext In den Diskussionen entstand die Idee, mit hypertextuellen Mitteln eine Bildergeschichte zu erzählen, deren Handlung an der Akademie angesiedelt ist. Die Akademie war als Basis der Auseinandersetzung wichtig, da sie die Grundlage der gemeinsamen Erfahrungen der Kursmitglieder bildete. Die Studierenden entwickelten eine Kriminalgeschichte, in die das Personal der Akademie ebenso einbezogen wurde wie die verschiedenen Institutionen. Die Hypertextstruktur wurde auf eine Weise konstruiert, dass die Geschichte nicht immer gleich verläuft, sondern die Entscheidungen der User den Verlauf beeinflussen. Grundwissen vermitteln Die Möglichkeiten und Schwierigkeiten der Arbeit mit Hypertext wurden mithilfe von Schaubildern erörtert. So konnte den Studierenden auf anschauliche Weise die Funktion von Hypertextstrukturen vermittelt werden. Neben den theoretischen Diskussionen wurde in die Handhabung der notwendigen Bildbearbeitungs- und Websitegestaltungssoftware eingeführt, diese Kenntnisse wurden anschließend in der Anwendung vertieft. Individuelle Arbeitsorganisation Die Gestaltung der Hypertextgeschichte wurde von den unterschiedlichen Ideen der Teilnehmerinnen und Teilnehmer geprägt. Jeder war für die Umsetzung einer bestimmten Anzahl von Seiten verantwortlich. Die Studierenden einigten sich gemeinschaftlich auf den Verlauf der Geschichte und nahmen daraufhin die Umsetzung individuell vor. Das entstandene Hypercomic "Mission Impossible" arbeitet mit der Non-Linearität des World Wide Web. Die vielschichtige, nicht-lineare Aufbereitung der Geschichte im Web aus dem Fundus von Zeichnungen, Fotografien und computergenerierten Bildern konnte für die Eigenarten des Internets sensibilisieren. Die Entwicklung eines Hypercomics bedeutete das Erforschen von neuen Erzählformen, in denen der User seinen eigenen Weg durch eine vernetzte Geschichte kreiert. Vorkenntnisse und Übungsschritte Für die Unterrichtseinheit Hypercomic benötigen Lehrkräfte wie Schülerinnen und Schüler Grundkenntnisse in der digitalen Bildbearbeitung und der Internetanwendung. Üben Sie am besten vorab das Aufbereiten des Bildmaterials für das Web: das heißt das Anpassen der Bildgröße und die Komprimierung der Bilder im GIF- und JPEG-Format in einem beliebigen Bildbearbeitungsprogramm. Ein Grundsatz: Bilder sollten bei möglichst bester Bildqualität das geringste Speichervolumen benötigen. Üben Sie ebenso den rezeptiven Umgang mit dem World Wide Web: das Navigieren mit einem Browser, das Finden mit Suchmaschinen, das Speichern von Bildern aus dem Web sowie das Downloaden von ganzen Websites. Analysieren und besprechen Sie vorgefundene Websites in Hinblick auf die Gestaltung und Bedienbarkeit. Multimediale Präsentation Die Veröffentlichung des Hypercomics im Internet ist eine Motivation für die Klasse, da so eine breitere Öffentlichkeit erreicht werden kann. Allerdings ist eine Online-Veröffentlichung unter Umständen mit regelmäßigen Kosten für eine Domain verbunden. Alternativ wäre eine Veröffentlichung im Schulnetzwerk oder auf einer CD-ROM denkbar, die für die Schülerinnen und Schüler gebrannt und verteilt wird. Arbeitsformen im Wechsel Beim Unterrichten am Computer ist ein Methodenwechsel in der Aktionsform für die Aufmerksamkeit und Motivation der Klasse förderlich. Wechseln Sie zwischen lehrerzentrierten Unterrichtsformen, wenn Sie beispielsweise eine Einführung in die Software-Tools geben, und der Gruppenarbeit. Wechseln Sie zudem zwischen individuellem Arbeiten, beispielsweise beim Recherchieren und Materialsammeln, und kollektivem Arbeiten in Kleingruppen oder der gesamten Gruppe, wie zum Beispiel bei Diskussionen oder beim Entwurf einer Hyperstruktur. Ein Tipp: Um eine Hyperstruktur für die Links einer Website zu erarbeiten, ist eine traditionelle Tafel oder eine Pinnwand das beste Medium. So lässt sich die non-lineare Struktur veranschaulichen und zugleich kann jeder bei der Verlinkung seiner Website die Übersicht behalten. Schülerinnen und Schüler als Co-Lehrkräfte Letztendlich stellen sich die Schülerinnen und Schüler immer wieder als gute Mentoren heraus. Jugendliche, die mit ihrem technischen Know-how anderen voraus sind, können als Lehrende eingebunden werden und für Teilbereiche des Unterrichts verantwortlich sein. Zu beachten ist die Tatsache, dass die technisch versierten Schülerinnen und Schüler nicht unbedingt auch für künstlerisch-gestalterische Fragestellungen zuständig sind. Mobile Medieneinheiten Für den Kunstunterricht erweisen sich mobile Medieneinheiten und Medienecken als eine aussichtsreiche Lösung. Zwei bis vier internetfähige Computer mit multimedialer Zusatzausstattung im Kunstraum bieten die Möglichkeit, digitale Anwendungen jederzeit in den Unterricht einzubinden. Dagegen sind mobile Medieneinheiten flexibel einsetzbar und bieten optimale Bedingungen für fächerübergreifenden Projektunterricht und medienbezogene Schulprojekte. Eine mobile Medieneinheit enthält multimediafähige Notebooks, die über ein Funknetzwerk verbunden sind, sowie kompatible digitale Peripherie-Geräte wie digitale Foto- und Videokamera, Scanner und DVD-Brenner, Drucker und Beamer. Flexibilität Solch eine Medieneinheit, die in den Kofferraum eines Mittelklassewagens passt, ermöglicht einen flexiblen und ortsunabhängigen Unterrichtseinsatz jenseits des traditionellen Computerraums mit fixierten Computertischreihen. In kurzer Zeit installiert, kann im Unterricht effektiv mit den neuen Medien gearbeitet werden oder diese, während anstehender Diskussionen, an den Rand geschoben werden. Zudem kann ein Wechsel zwischen traditionellen analogen und neuen digitalen Medien reibungslos geschehen. Die Ortsunabhängigkeit führt dazu, dass der Unterrichtsraum verlassen werden kann, um mit Kameras und Notebooks an anderen Orten weiterzuarbeiten. Über das Funknetz können dabei jederzeit alle Daten von Notebook zu Notebook gesendet werden. Die technologischen Voraussetzungen erzeugen hierbei ein intensives Arbeitsklima und genügend Freiräume, um kreativ mit den Netzmedien zu arbeiten und das Potenzial dieser Medien in der Tätigkeit zu erfahren. Inzwischen gibt es ein umfangreiches Softwareangebot an Open Source oder Freeware für die Internet-Anwendung. Freeware sind Programme, die im Internet kostenlos zur Verfügung stehen und auf den Computer heruntergeladen werden können (Download). Das Bildbearbeitungsprogramm GIMP zählt zur Open Source Software. SmartFTP ist dagegen nur für private und unterrichtliche Zwecke kostenlos. Vorteil: Kostenlos Der Vorteil von Freeware sind in erster Linie Kostenersparnisse für die Bildungseinrichtungen. Darüber hinaus können die Lehrkräfte und später die Schülerinnen und Schüler diese Programme auch auf den privaten Computer herunterladen und dort mit ihnen weiterarbeiten. Zahlreiche Programme für Anwendungen zur Bildbearbeitung, Website-Gestaltung und virtuellen Realität stehen im Internet kostenfrei zur Verfügung. Um eine schnelle und kostengünstige Ausstattung der Schulen zu gewährleisten, ist ein Rückgriff auf diese Softwarelösung zu bedenken. Nachteil: Bedienung Als ein Hemmnis stellte sich in Lehrversuchen jedoch heraus, dass Freeware bisweilen in ihrer Bedienungsfreundlichkeit und Laufsicherheit einer käuflich erwerbbaren, professionell programmierten Software unterlegen ist. Zudem hat der Einsatz von Freeware oftmals den Nachteil, dass die Schülerinnen und Schüler in der Schule bisweilen mit einfacherer Software arbeiten, als ihnen selbst zu Hause zur Verfügung steht. Angesichts einer späteren Berufsausbildung oder eines Studiums ist eine einigermaßen professionelle Software-Ausstattung in den Schulen selbstverständlich wünschenswert. Bildbearbeitung mit Gimp Gimp ist ein leistungsfähiges Bildbearbeitungsprogramm. Es bietet einfache Funktionen wie unterschiedliche Malwerkzeuge (Pinsel, Airbrush und so weiter), Effekte für Fotos (unter anderem Strichzeichnungen, Prisma, Ölgemälde), Klonen, Text einfügen wie auch Profi-Funktionen, beispielsweise das Arbeiten mit Ebenen und Folien, Filter sowie Framefunktionen. Es werden alle gängigen Dateiformate (JPG, GIF, TIFF, BMP und andere) unterstützt. Die Bedienung ist für Windows-Anwender etwas gewöhnungsbedürftig, da das Programm für Linux entwickelt wurde. Allerdings kann mit dem Programm schon nach kurzer Einarbeitungszeit sehr zügig gearbeitet werden. Website-Gestaltung mit Netscape Composer Mit dem Netscape Composer erstellen und publizieren Sie sehr einfach Dokumente für das Internet. Der Netscape Composer ist Bestandteil des Netscape Communicator. Dieser bietet Ihnen als Komplettpaket alle Komponenten, die Sie für die Nutzung des Internets benötigen. Sie surfen zum Beispiel mit dem Browser Netscape Navigator im Internet oder Sie schreiben, senden und empfangen mit dem Netscape Messenger Ihre E-Mails. Website-Veröffentlichung mit FTP SmartFTP ist ein Windows-Programm für die Dateiübertragung zwischen dem lokalen PC und einem FTP-Server. Mit diesem Programm können Sie eine Verbindung zu anderen Rechnern herstellen, Dateien und Ordner suchen und zwischen den Rechnern hin- und herkopieren. Verfügen Sie über Webspace, so können Sie mit diesem FTP-Client Ihre Website im Internet publizieren. Für eine Internet-Präsentation ist nicht zwingend eine neue Domain erforderlich. Es reicht ein Unterordner auf einer bestehenden Domain, zum Beispiel auf der Schulhomepage. Mit- und selbstbestimmtes Lernen Der amerikanische Pragmatiker John Dewey formulierte Anfang der 1920er Jahre sein "Ideal des demokratischen Staatsbürgers" und entwickelte daraus eine alternative Form von Unterricht, den projektorientierten Unterricht: eine Organisationsform des Lernens, die dem Lernenden Mit- und Selbstbestimmung ermöglicht bei der Wahl der Inhalte und Unterrichtsthemen, der Festlegung der Unterrichtsziele und der Erarbeitung der Probleme. In aller Kürze zusammengefasst zeichnet sich der Projektunterricht durch folgende wesentliche Merkmale aus: Interessen und Bedürfnisse der Lernenden stehen im Vordergrund, um im Prozess der Selbstorganisation ihrer Arbeit Planen, Lernen und Handeln zu verbinden. Bei der Planung und Durchführung des Unterrichts sind Lernende selbsttätig. Lehrerdominanz wird abgebaut. Lernende haben Verantwortung für die Planung und Durchführung der Arbeit. Problemorientiertes und forschendes Lernen. Schülerinnen und Schüler erwerben und überprüfen Wissen in der Anwendung. Produktorientierung beziehungsweise Einbeziehung der Zieldimension ist eine selbst erarbeitete Aufgabe, die einen größeren Arbeitsvorgang umfasst. Unterricht und Medien als Plattform In der Medienarbeit wird die Projektmethode oftmals und erfolgreich eingesetzt. Eine Medienbildung im Projekt umfasst mehr als intentionale, im Lehrplan formulierte Aktionen, ist vielmehr eine offene Plattform für selbstständiges Lernen. Diese Plattform stellt mit dem technischen Equipment und der professionellen Anleitung durch die Lehrkräfte einen Bedingungsrahmen, in dem nicht nur auf einen Lehrplan reagiert, sondern selbst agiert werden kann. Fächerverbindendes Modell Der Unterricht wird idealerweise nicht im wöchentlichen Turnus, sondern als fächerverbindendes oder fächerübergreifendes Projekt durchgeführt. Nach einer Lehreinheit, in der Theorie und Analyse im Vordergrund stehen, gibt es eine praxisorientierte Projektphase, die mit einer Präsentation des Ergebnisses endet. Während die erste Lehreinheit inhaltlich vorstrukturiert ist, wird in der zweiten Einheit, der Projektphase, die Planung weitgehend der Klasse überlassen. Weshalb diese Reihenfolge? Wie sich im projektorientierten Unterricht oft zeigt, gestaltet sich besonders die Wahl des Projektvorhabens beziehungsweise die Formulierung eines Ziels in der Gruppe als schwierig und führt meist zu Nachahmungen bereits bekannter Projekte. Anstöße zu andersartigen Ideen werden erst dann geliefert, wenn bereits ein Vorwissen über den Gegenstand vorhanden ist. Einstieg mit Theorie und Beispielen Um dieser Problematik zu entgehen, erweist sich eine vorangehende theoretische Auseinandersetzung als sinnvoll. In einer Lektüre- und Diskussionsgruppe, in der auch die Betrachtung und Analyse von Websites und Netzkunst einen hohen Stellenwert einnehmen, können Aspekte gesammelt werden, die dann als Vorhaben im Projekt weitergeführt werden. Eine thematische Lektüre und Diskussion, die am Anfang steht, hat zudem den Vorteil, dass schon hier eine kritische Auseinandersetzung stattfindet, bevor diese im praktischen Erlernen der ausgefeilten Techniken verloren geht. Die Reflexion geht dann voran, begleitet das Projekt und kann am Ende in der Rekapitulation des Vorhabens wieder aufgegriffen werden. Projektplanung Das Projekt indes wird von den Schülerinnen und Schülern auf der Basis der erworbenen theoretischen Kenntnisse entwickelt. Vorschläge werden gesammelt, in der Gruppe diskutiert und auf ihre zeitliche und technische Realisierbarkeit geprüft. Entweder es ergibt sich ein Gesamtprojekt, zu dem Kleingruppen einzelne Bausteine liefern können, oder zwei, drei Projekte werden von einzelnen Gruppen bearbeitet. Die Projektziele werden selbstbestimmt von den Schülerinnen und Schülern unter der Beratung der Lehrenden formuliert. Alle medientechnischen Anwendungen, die während der Projektarbeit für die Realisierung benötigt werden, sollten dann im selbst gestalteten Lernprozess angeeignet werden. Das Lehrpersonal steht hierfür hilfsbereit zur Seite, schiebt Lerneinheiten ein, in denen grundlegende Kenntnisse über Hard- und Software vermittelt werden oder setzt Schülerinnen und Schüler als Multiplikatoren ein. Es werden Hilfestellungen gegeben, die ein selbstreguliertes Lernen fördern. Motivation durch Produktion Selbstmotivation wird dann erreicht, wenn der Lernende bemerkt, dass er etwas erlernt hat, zum Beispiel indem Wissen in der Anwendung erworben wird. Um die Motivation zusätzlich zu steigern, ist es die Überlegung wert, ob eine Präsentation der Projektarbeit in einem größeren Zusammenhang oder gar in einem Ausstellungsprojekt angestrebt werden soll. Berners-Lee, Tim: Der Web-Report. Der Schöpfer des World Wide Webs über das grenzenlose Potential des Internet, München: Econ, 1999. Eibl, Thomas: Hypertext. Geschichte und Formen sowie Einsatz als Lern- und Lehrmedium. Darstellung und Diskussi-on aus medienpädagogischer Sicht, München: kopaed 2004 Kerckhove, Derrick de: Medien des Wissens . Wissensherstellung auf Papier, auf dem Bildschirm und Online, in: Weltwissen - Wissens-welt, Ch. Maar, H. U. Obricht, E. Pöppel (Hg.), Köln: DuMont Buchverlag, 2000, S. 49-65. Winter, Carsten: Internet/Online Medien, in: Grundwissen Medien, Werner Faulstich (Hg.), 4. Aufl., München: Fink, 2000, S. 274-295.

In diesem Beitrag stellen wir Ihnen vielfältige Möglichkeiten vor, sich mit faszinierenden und gut zu beobachtenden Objekten zu beschäftigen: Jupiter, dem größten Planeten unseres Sonnensystems, und seine vier Galileischen Monde. Beobachtungen des Gasriesen lohnen sich besonders während der Monate um die jährlichen Oppositionen.Vor 400 Jahren richtete Galileo Galilei (1564-1642) sein Fernglas auf den Himmel und sah wahrhaft Revolutionäres: Berge auf dem Mond, eine sichelförmige Venus und ein "Miniatur-Sonnensystem": Jupiter mit seinen vier Galileischen Monden, die ihre Positionen schon innerhalb weniger Stunden erkennbar verändern. Das einzige, was man benötigt, um dies mit eigenen Augen zu sehen, ist ein einfacher Feldstecher. Jupiter als Umlaufzentrum seiner vier Monde - dies können Schülerinnen und Schüler selbst entdecken, wenn sie an zwei oder mehr aufeinander folgenden Tagen den Fernglasanblick des Jupitersystems per Bleistift skizzieren. Vergleichen Sie die Ergebnisse Ihrer Klasse mit den 400 Jahre alten Skizzen von Galileo Galilei und stellen Sie den Lernenden Fotos der Raumsonden vor, die zeigen, welch bizarre Welten sich hintern den Lichtpünktchen der Jupitermonde verbergen. Informationen zur Sichtbarkeit des Planeten am Abendhimmel finden Sie unter Mehr zum Thema . Zur Vorbereitung der Beobachtung können mithilfe kostenfreier Planetarium-Software (z.B. Stellarium ) Simulationen durchgeführt und Sternkarten ausgedruckt werden.Der erste Tipp ist etwas für "Bildschirmsitzer" mit Hang zur Geschichte und auch als Schlechtwetterbeschäftigung hilfreich. Beim zweiten Vorschlag geht es unter anderem um mathematische Zusammenhänge und um die Möglichkeit, selbst etwas zu messen. Außerdem kommt das Fernrohr zum Einsatz und gute Augen sind nötig, um Details auf der Jupiterscheibe zu erkennen. Der dritte Tipp spricht die Hobbyfotografen an. Außerdem werden Fremdsprachenkenntnisse gebraucht, um Daten zu bekommen, die dann mathematisch ausgewertet werden können. Im vierten Themenkomplex erinnern wir an Galileo Galilei und an Johannes Kepler (1571-1630), was für die Physiklehrkräfte interessant ist. Schließlich wird auf besondere Jupiter-Ereignisse hingewiesen, die durch ein Fernrohr beobachtet werden und die für Überraschung sorgen können. Zum Beispiel dadurch, dass plötzlich ein Mond aus dem Schatten seitlich von Jupiter "aus dem Nichts" auftaucht. Jupiter über Padua gegen Ende 1609/Anfang 1610 Wie sah der Abendhimmel über Padua aus, als Galilei sein Fernrohr auf ihn richtete? Wo steht Jupiter im Jahr 2009? Jupiterbeobachtung - auch bei bedecktem Himmel Wie hell und wie groß erscheint uns Jupiter? Falls das Wetter nicht mitspielt, kann der visuelle Eindruck mit einem Foto und einem Fernrohr simuliert werden. Jupiter trifft den Mond Die Begegnung von Mond und Jupiter kann genutzt werden, um in Zusammenarbeit mit einer Partnerschule die Mondentfernung zu bestimmen. Der Tanz der Jupitermonde und "Wer sieht den Fleck?" Wandeln Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern in den Spuren Galileis: Beobachten Sie die Jupitermonde und ihre Bewegungen mit eigenen Augen. Die Schülerinnen und Schüler sollen mithilfe kostenfreier Planetarium-Software den Sternhimmel simulieren, auf den Galileo Galilei Ende 1609/Anfang 1610 sein Teleskop richtete. wissen, (ob und) wo Jupiter aktuell am Himmel zu finden ist. Größe und Helligkeit des Jupiterscheibchens kennen, mit den Begriffen scheinbare Helligkeit (Magnitude) und Winkelmaß (Bogensekunden, Bogenminuten) umgehen können und einfache Rechungen durchführen. die vier Galileischen Monde mit eigenen Augen sehen und ihre Bewegung im Abstand weiniger Stunden oder Tage erkennen. verstehen, welche wissenschaftsgeschichtliche Bedeutung die Entdeckung von Galilei hatte, dass Jupiter ein Umlauszentrum für andere Himmelskörper ist. Online-Rechner als Werkzeuge zur Vorhersage von Sonnen- und Mondfinsternissen im Jupitersystem kennen lernen und solche Ereignisse beobachten. Thema Jupiter und die Galileischen Monde Autor Dr. Olaf Fischer, Dr. André Diesel Fächer Naturwissenschaften ("Nawi"), Astronomie, Astronomie AG Zielgruppe Klasse 5 bis Jahrgangsstufe 13 (je nach Thema und Vertiefung) Zeitraum variabel Technische Voraussetzungen Jupiter ist - zur rechten Zeit - mit bloßem Auge am Himmel nicht zu übersehen; für die Beobachtung der Monde: Feldstecher (zehnfache Vergrößerung, feste Montierung hilfreich); äquatoriale Wolkenbänder: Spektiv (40 bis 60-fache Vergrößerung); Mondschatten auf der Jupiterwolkendecke: Teleskop mit mindestens 15 bis 20 Zentimeter Öffnung; Beobachtungsvorbereitung: Präsentationsrechner mit Beamer (Planetarium-Software) und Internetanschluss (Onliner-Rechner für die Positionen der Jupitermonde) Software Planetarium Software, zum Beispiel Stellarium (kostenfrei) Vermutlich im September 1609 richtete Galileo Galilei erstmals sein Fernrohr gen Himmel und beobachtete damit zunächst den Mond. Nicht zu übersehen war jedoch auch Jupiter, der Ende 1609 in Opposition stand. Man kann vermuten, dass sein Anblick mit dazu beitrug, dass Galilei ein besseres Fernrohr entwickelte. Dieses entstand zum Jahresende und ermöglichte Galilei Anfang 1610 die folgenreiche Entdeckung, dass Jupiter ein Umlaufzentrum für andere Himmelskörper ist. Gängige Planetarium-Software, wie zum Beispiel Stellarium oder Cartes du Ciel (beide kostenfrei), erlauben die Darstellung des Sternhimmels zu beliebigen Zeiten an beliebigen Orten. Betrachten wir mit ihrer Hilfe den Himmel über Padua am 15. Januar im Jahr 1610. Abb. 1 (zur Vergrößerung anklicken) zeigt das Ergebnis. Der strahlende Jupiter dominierte damals den Sternenhimmel und befand sich in der auffälligen Region des Wintersechsecks mit seinen hellen Sternen (unter anderem Sirius, Rigel und Procyon). Sicher hat diese Region Galileis Blicke auf sich gezogen. Die Dominanz von Jupiter am Abendhimmel im Januar 1610 wurde dadurch unterstützt, dass die Ekliptik (die Schnittlinie der Bahnebene der Erde - und in etwa auch der anderen Planeten - mit der scheinbaren Himmelskugel) im Winter weit über den Horizont steht. Während der anderen Jahreszeiten verläuft sie deutlich flacher. Die Höhe der Ekliptik ist nicht nur von der Jahreszeit, sondern auch vom Beobachtungsort abhängig. 400 Jahre nach Galilei hatten zum Beispiel im September 2009 Beobachterinnen und Beobachter in Padua einen kleinen Vorteil gegenüber ihren Kolleginnen und Kollegen in Heidelberg, wenn sie Jupiter ins Visier nahmen: In südlichen Gefilden steht die Ekliptik zu dieser Jahreszeit nämlich etwas höher am Himmel und damit weiter weg von den horizontnahen Dunstschichten (Abb. 2, Platzhalter bitte anklicken). In der linken Teilabbildung steht Jupiter knapp unter der 20 Grad Linie, in der rechten knapp darüber. Über Heidelberg erreichte Jupiter im September 2009 jeweils um 21:00 Uhr in südöstlicher Richtung folgende Höhen: am 1. September 2009 etwa zwölf Grad, am 10. September 16 Grad, am 20. September 20 Grad und am 30. September 22 Grad. Die in Abb. 2 verwendeten Ausschnitte von Stellarium-Screenshots des südlichen Himmels können Sie hier auch in voller Größe und höherer Auflösung herunterladen: Winkeldurchmesser, Bogensekunde und Magnitude Wenn Jupiter, wie zu Zeiten von Galileis ersten Jupiterbeobachtungen, wieder nahe seiner Oppositionsstellung zur Sonne steht, verlangt er geradezu ein genaueres Hinsehen. Aufsuchkarten können mit der Software Stellarium ? ein virtuelles Planetarium für die Schule erstellt werden (Kartenbeispiel "heidelberg_15_sept_2009_21_uhr.jpg"). In ihrer Oppositionsstellung kommen die äußeren Planeten der Erde am nächsten und sind entsprechend hell und groß. Jupiter erreichte zum Beispiel im September 2009 eine scheinbare Helligkeit (Magnitude) von -2,8 und eine scheinbare Größe (Winkeldurchmesser) von 47 Bogensekunden. Von Jupiter empfangen wir mehr als dreimal soviel Licht ( x ) wie von Sirius, dem hellsten bei uns sichtbaren Stern (Magnitude = -1,5). Wer es nachrechnen möchte, der bestimme x in folgendem Zusammenhang: [-1,5 - (-2,8)] = -2,5 log( x ). Wikipedia: Scheinbare Helligkeit Die scheinbare Helligkeit oder Magnitude (kurz „mag“) gibt an, wie hell ein Himmelskörper einem Beobachter auf der Erde erscheint. Wikipedia: Bogensekunde Eine Bogensekunde ist eine Maßeinheit des Winkels. Sechzig Bogensekunden entsprechen einer Bogenminute, 60 Bogenminuten einem Grad. Vergleich mit einem Mondkrater Die scheinbare Größe der Vollmondscheibe beträgt etwa 31 Bogenminuten. Das Planetenscheibchen von Jupiter zeigte im September 2009 rund ein Vierzigstel des Monddurchmessers und erscheint damit im Fernrohr etwa so groß wie der Mondkrater Kopernikus. Findet jemand diesen Krater auf dem Mond? (Siehe Unterrichtseinheit Spaziergänge auf dem Mond , Spaziergang 3, Abb. 3.) Trockenübung am Teleskop Bei bedecktem Himmel müssen Sie auf die Demonstration der Jupiterscheibe nicht verzichten. Drucken Sie dazu einfach Abb. 3 so aus, dass das Jupiterscheibenbild einen Durchmesser von 2,5 Zentimetern hat (Skalierung der Bildgröße auf etwa 85 Prozent). Dieses Bild hängen Sie an einen Baum (beleuchten es gegebenenfalls) und beobachten es mit einem Fernrohr aus einem Abstand von etwa 110 Metern. Stimmt der Abstand? Wolkenbänder und Abplattung der Pole Abb. 3 zeigt Jupiter mit seinen Monden Io und Europa (Foto von Benjamin Kühne). Der Schatten von Io auf der Jupiteroberfläche verrät, wo die Sonne steht. Die beiden dunklen äquatornahen Wolkenbänder sind bereits mit kleinen astronomischen Teleskopen oder mit guten Spektiven, wie sie von Hobby-Ornithologen verwendet werden (ab 40-facher Vergrößerung), gut zu sehen. Ebenfalls gut zu erkennen ist in Abb. 3 auch die abgeplattete Form des Planeten: Durch die schnelle Rotation (am Äquator dauert eine Umdrehung weniger als zehn Stunden!) flacht der Gasriese etwas ab. Sein Äquatordurchmesser beträgt um 144.000 Kilometer, während der Poldurchmesser nur etwa 135.000 Kilometer umfasst. Monde und Sonnenfinsternisse auf Jupiter Die vier Galileischen Monde sind bereits mit dem Feldstecher erkennbar. Für die Beobachtung von Mondschatten auf den Jupiterwolken benötigt man jedoch schon Teleskope mit einer Öffnung von 15 bis 20 Zentimetern. Weitere Astrofotos von Benjamin Kühne finden Sie auf seiner Webseite: Nachtwolke.de Homepage von Benjamin Kühne. Hier finden Sie Fotos astronomischer Objekte und atmosphärischer Erscheinungen. Bestimmung der Scheibchengröße Die Größe der Jupiterscheibe kann man übrigens auf einfache Art und Weise selbst bestimmen. Dazu messe man mehrmals die Zeit, in der die Scheibe durch ein Fadenkreuz im Fernrohrsehfeld läuft und rechne das Zeitmaß in das Winkelmaß um: 360 Grad entsprechen 24 Stunden. (Dann wird ein Winkel von 15 Bogensekunden in einer Sekunde überstrichen. Den Unterschied zwischen Sternzeit und der uns zur Verfügung stehenden Sonnenzeit kann man hier vernachlässigen.) Zum Beispiel würde man bei einer mittleren Durchlaufzeit von 2,6 Sekunden (Mittelwert aus mehreren Messungen) für die Größe der Jupiterscheibe einen Winkeldurchmesser von 39 Bogensekunden erhalten. Auf der Ekliptik kommt es regelmäßig zu Begegnungen von Mond und Jupiter, so zum Beispiel am 2. September 2009 um 20:00 Uhr und am 30. September 2009 gegen 24:00 Uhr. Der fast volle Mond lief dann etwa zwei Grad nördlich an Jupiter vorbei - am 2. September bei etwa 7 Grad Höhe (um 21 Uhr etwa 15 Grad) und am 30. September 2009 bei etwa 21 Grad Höhe (Angaben für Heidelberg). Diese Beobachtungen verdeutlicht die Bahnbewegung des Mondes (von westlicher in östliche Richtung). Die Bewegung macht sich bereits innerhalb von zwei Stunden bemerkbar. Geeignete Beobachtungstermine für Mond-Jupiter-Rendezvous können Sie mithilfe von Planetariumssoftware oder der astronomischen Jahrbücher finden (siehe Mehr zum Thema ) Kooperation mit einer Partnerschule Die Begegnungen von Mond und Jupiter eröffnen auch die Möglichkeit, die Parallaxe des Monds zu bestimmen, das heißt den Unterschied des Winkelabstands zwischen Mond und Jupiter, wenn man diese von zwei verschiedenen Standorten auf der Erde betrachtet. Hier ist Zusammenarbeit mit Beobachtern an anderen, möglichst fern gelegenen Orten gefragt. Zeitgleich aufgenommene Fotos von Mond und Jupiter ermöglichen dann die Bestimmung der Mondparallaxe und der Mondentfernung. (Dabei ist die Belichtung so einzustellen, dass Mondstrukturen oder Sternbildkonstellationen die Bildorientierung ermöglichen.) Simulation mit Planetarium-Software Das Prinzip kann mithilfe von Planetarium-Software verdeutlicht oder das Verfahren. Abb. 4 (Stellarium-Screenshots, Platzhalter bitte anklicken) zeigt Jupiter und Mond am 2. September 2009 um 21:00 Uhr von Heidelberg (linke Teilabbildung) und von Windhoeck (Namibia) aus gesehen (rechte Teilabbildung). Die Mondparallaxe ist deutlich erkennbar (Abstandsunterschied Mond-Jupiter). Hinweis: Erfahrungen mit Stellarium zeigen, dass die Screenshots reale Fotografien nicht verlässlich ersetzen können! Die Plantarium-Software weist kleine Ungenauigkeiten auf, die eine große Wirkung bei der Durchführung der Berechnungen haben könnten. Veranschaulichung und ausführliche Informationen Das Prinzip der Parallaxe können Sie Ihren Schülerinnen und Schülern ganz einfach verdeutlichen: Strecken Sie einen Arm aus, halten Sie den Daumen hoch und kneifen einmal das rechte und einmal das linke Auge zu (der Daumen entspricht dem Mond, der Hintergrund den Fixsternen). Das Verfahren zur Bestimmung der Mondentfernung mithilfe der gewonnenen Daten wird in dem beiden folgenden Lehrer-Online-Beitrag ausführlich vorgestellt: Bestimmung der Mondentfernung durch Triangulation An Partnerschulen wird zur selben Zeit der Mond fotografiert und mithilfe des Sinussatzes die Entfernung Erde-Mond bestimmt (ab Klasse 10, AGs). Galileis "Sidereus Nuncius" Nachdem Galileo Galilei bemerkt hatte, dass es sich bei den "Sternen" nahe dem Jupiter um Objekte handelt, die ihn umlaufen (um ihn "herumtanzen"), gewann seine kopernikanische Weltsicht wohl ein sicheres Fundament. Seine Beobachtungen veröffentlichte er in dem berühmten Buch "Sidereus Nuncius" im Jahr 1610. Abb. 5 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt einen Ausschnitt aus einer Seite des "Sternenboten" mit verschiedenen Positionen der Galileischen Monde, die wir heute Io, Europa, Ganymed und Kallisto nennen. Digitale Versionen des Buches und Handzeichnungen von Galilei, eingescannt und im Internet veröffentlicht, können Sie bequem am Rechner studieren: Bizarre Welten Die Raumsonde Voyager 1 startete 1977, flog 1979 an Jupiter vorbei und nahm - nebenbei - auch einige der Jupitermonde ins Visier. Statt der erwarteten merkur- und mondähnlichen, von Kratern übersäten Einöden übermittelte die Sonde atemberaubende Bilder bizarrer und völlig unterschiedlicher Welten. Für das größte Aufsehen sorgten zwei der Galileischen Monde, Io und Europa. Abb. 6 zeigt je zwei Bilder von der Oberfläche dieser Welten (links Io, rechts Europa). Schwefel und Eis Io ist der erste extraterrestrische Ort, an dem aktiver Vulkanismus beobachtet werden konnte. Abb. 6 (links) zeigt eine Eruption auf Io und einen Blick in die Caldera des Vulkans Tupan Patera, der Lava und ausgedehnte Schwefelfelder erkennen lässt. Einen ganz anderen Charakter zeigt der Mond Europa (Abb. 6, rechts), unter dessen zerfurchtem Eispanzer Planetologen einen Wasserozean vermuten. Die gigantischen Gezeitenkräfte von Jupiter sollen die nötige Reibungswärme erzeugen, die den Ozean nicht gefrieren lässt. Europa gilt als aussichtsreicher Kandidat für außerirdisches Leben in unserem Sonnensystem. Alle Fotos aus Abb. 6 wurden von der Raumsonde Galileo aufgenommen. Die Sonde wurde 1989 ins All geschossen und verglühte - nach erfolgreicher Mission - im Jahr 2003 in der Jupiteratmosphäre. Inzwischen sind insgesamt 63 Jupitermonde bekannt. Vorbereitung auf die Beobachtung Bevor Sie Ihre Schülerinnen und Schüler einen Blick durch das Fernglas oder das Teleskop auf die Monde werfen lassen (die stets nur als Lichtpünktchen erscheinen), sollten sich diese über die Galileischen Monde und ihre Eigenschaften informieren. Ausgestattet mit diesem Hintergrundwissen werden sie beim Blick durchs Fernglas mehr als nur visuelle Lichtpünktchen erkennen. Internetadressen mit interessanten Informationen, eindrucksvollen Bildern und Hinweisen auf die Sichtbarkeiten von Jupiter und seinen Monden finden Sie unter Mehr zum Thema . Berechnung der Jupitermasse Die Beobachtung der Galileischen Monde ist ein "Muss" - nicht nur im Internationalen Jahr der Astronomie 2009. Schon im Abstand von einigen Stunden kann bei genauem Hinsehen die Bewegung der Monde auch im kleinen Teleskop, Spektiv und sogar im Feldstecher wahrgenommen werden (die Umlaufzeit von Io, dem innersten Mond, beträgt etwa 42 Stunden). Hier bietet sich die Gelegenheit, die Physik aufzugreifen und an Johannes Kepler (1571-1630) zu erinnern. Heute wissen wir, dass das Dritte Keplersche Gesetz die Berechnung der Masse von Jupiter erlaubt, wenn wir nur die Umlaufzeit eines Mondes und die Größe seiner Bahnhalbachse kennen, zum Beispiel etwa 420.000 Kilometer für Io: Finsternisse, Durchgänge, Bedeckungen, Schattenwürfe Da die Umlaufbahnebene der Galileischen Monde nur sehr wenig gegenüber der Erdbahnebene verkippt ist, kommt es im Zuge ihrer Umläufe recht häufig zu besonderen "Treffen", deren Beobachtung sich lohnt. Besonders interessant sind die Finsternisereignisse. Zum einen verschwinden dabei Monde im Schatten von Jupiter ("Mondfinsternis"). Zum anderen werfen die Monde einen Schatten auf den Gasplaneten ("Sonnenfinsternis", Abb. 3 und Abb. 8). Während für die Beobachtung der Monde bereits ein Feldstecher genügt, benötigt man für die Beobachtung der Schatten auf den Jupiterwolken Teleskope mit einer Öffnung von mindestens 15 bis 20 Zentimetern. Auf der CalSky-Homepage finden Sie auch Informationen zur Sichtbarkeit des so genannten Großen Roten Flecks (GRF). Die Farbe des Flecks ist in den letzten Jahren weniger intensiv geworden. Kleine Amateurteleskope reichen daher für eine Beobachtung des Objekts nicht mehr aus. Abb. 8 zeigt eine Aufnahme des gigantischen Sturms, der schon vor 300 Jahren beobachtet wurde. Im rechten Teil des Fotos, aufgenommen von der Raumsonde Galileo, sind ein Jupitermond und sein Schatten auf der Wolkendecke zu sehen. Webseiten mit weiteren Informationen zu dem Wirbelsturm finden Sie unter Mehr zum Thema . Informationen zu den Transitzeiten des Großen Roten Flecks können Sie auf der Webseite "Sky & Telescope" nachlesen: Sky & Telescope: Transit Times of Jupiter's Great Red Spot Hier können Sie die Transitzeiten für bestimmte Tage berechnen oder auch eine Tabelle mit allen GRF-Transits des Jahres einsehen. Die astronomischen Jahrbücher informieren über die wesentlichen Ereignisse und deren Begleitumstände: Ahnert Astronomisches Jahrbuch, Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft (Heidelberg), ISBN 978-3-938639-95-5 Keller Kosmos Himmelsjahr 2009, Kosmos Verlag, Stuttgart, ISBN 978-3-440-11350-9