Kategorie: Fellingshausen

Den Dünsberg durchleuchten? Geht das?

Am Von In Biebertal, Dünsberg, Fellingshausen, Technik, Technik, Wissenschaft

Ja, es geht ! Mit den allgegenwärtigen natürlichen kosmischen Teilchen !

Der Dünsberg am frühen Morgen (Foto: Simone Bachmann)


Nur gibt es kein Interesse an einer Durchleuchtung, weil weder Gefahren vom Berg ausgehen noch große verborgene Geheimnisse im Inneren vermutet werden.
Das ist bei anderen Bergen anders: Es geht um jene Berge, die Feuer und Asche spucken: Die Vulkane.

Der Vesuv-Krater heute – Er kann jederzeit wieder ausbrechen

Ein uns nahegelegener Vulkan ist der Vesuv.
Im Jahre 78 nach Christi hat der Vesuv eine ganze Stadt mit 25m Asche zugedeckt: Pompeji.
Zuletzt hat der Vesuv 1944 Feuer und Asche gespuckt.
Nur wann wird er wieder ausbrechen? Er ist noch aktiv.
Das wollen Forscher mit einer Technik vorhersagen können, die sehr an die Röntgenstrahlen erinnert, die wir aus der Medizin kennen.

Standort der Meßstation

An dieser Stelle des Vesuv ist ein Detektor aufgestellt, der wie ein Empfänger Myonen erfasst, jene Teilchen aus dem Weltraum, die soviel Energie besitzen, dass sie hunderte von Metern Gestein durchdringen können.
Aus den Signalen, die der Detektor erfasst, werden Bilder erzeugt, die das Innere des Vulkans zeigen, vor allem, wo sich Magma befindet und wie sich das Innenleben des Vulkans verändert.

Strahlengang der Teilchen aus dem Kosmos

So wie Röntgenstrahlen von einer Röntgen-Röhre ausgehend zum Beispiel unser Gewebe und unsere Knochen durchdringen, können die Myonen, die aus dem Weltall kommen und die uns dauernd beschießen, selbst Berge durchdringen. Je nach Materie verlieren sie dabei Energie. In den Detektor-Platten am Fuße des Vesuvs werden die unterschiedlichen Intensitäten der Myonen aufgezeichnet und zu einem Bild zusammengesetzt, ganz wie bei einer Röntgen-Aufnahme.

Aber nicht nur Berge können durchleuchtet werden, um Katastrophen vorherzusagen. Es gibt auch Interesse an dem Innenleben von Pyramiden oder an Hochöfen. Und es gibt noch weitere sehr interessante Forschungsbereiche im Zusammenhang mit den kosmischen Teilchen.

Ein Detektor, der Myonen erfassen kann, arbeitet auch in Fellingshausen. Entwickelt wurde er durch Dr. Zaunick vom II. Physikalischen Institut der Universität Giessen. Während es bei den Forschungs-Arbeiten an der Universität um Grundlagen-Forschung handelt, bin ich daran interessiert, festzustellen, ob es einen Zusammenhang zwischen Gewitterblitzen und den Myonen gibt. Dieses wird vermutet, belegt ist es aber nicht. Meine Vermutung ist, dass die hohe Energie, die in den Myonen vorhanden ist, den letzten Auslöser zum Zünden der Entladung ausreicht. Dazu bedarf es eines Detektors für Myonen und eines Detektors für Blitze. Beides gibt es in Fellingshausen.

Foto wikipedia

Im Augenblick, also im Oktober 2023, scheint der Vesuv wieder aktiv zu werden. Wie stark diese Aktivitäten werden, werden wir sehen.

Das Foto links:
Der Vesuv am 26. September 2000, aufgenommen vom Satelliten Terra aus. Das Messinstrument an Bord zeichnet Bilder im Bereich des elektromagnetischen Spektrums bis zum thermischen Infrarot auf.
Auch daraus können Ausbrüche besser vorhergesagt werden

Quellen:

https://www.bfs.de/DE/themen/ion/anwendung-medizin/diagnostik/roentgen/roentgen_node.html
Durchleuchteter Vulkan
https://www.scienceinschool.org/de/article/2016/muons-de/
https://cds.cern.ch/record/1312698?ln=en
https://indico.cern.ch/event/843258/contributions/3610598/attachments/1929370/3195199/03_DErrico.pdf

Eine Reise zum Mond und zurück – in 2,5 Sekunden

Am Von In Fellingshausen, Technik, Wissenschaft

Dieser Beitrag ist der erste der Reihe “Biebertaler-TechnikTreff“, bei der aktuell die Hobbys Elektronik, Funk, die MAKER-Welt, Fotografie und (Radio)-Astronomie dargestellt werden sollen, um eine Interessengruppe zu bilden.
Euer technisches Hobby ist nicht dabei? Dann gilt es mitzumachen; und der TechnikTreff hat dann ein weiteres Standbein.
Aus meiner Erfahrung mit Schülern als auch mit älteren Bürgern bleibt die Technik immer spannend. Je früher man Kontakt damit bekommt, desto größer sind die Chancen auf einen spannenden Beruf und ein spannendes Hobby im Alter zu haben.
Und das hält jung. # links: Das Logo für den biebertaler-techniktreff #

Das Bundesministeriums für Forschung und Bildung ist für das Wissenschaftsjahr 2023 zuständig. Als ein Projekt wird dabei der Fokus auf die Ausbildung in den Schulen gesetzt. Das Max-Plack-Institut (MPI) in Bonn ist für das folgende Projekt federführend:

Schüler und Lehrer sollen sich für das Weltall interessieren. Es geht hier um ein Experiment, bei dem es ein überraschendes Ergebnis geben wird, und an dem sich die Bewegungen von Erde und Mond ablesen lassen,
(sofern das Experiment gelingt).

Dass der Weltraum als Thema in den Schulen angekommen ist, kann man auch im Kreis Gießen ablesen:
Die Schüler (Klasse 5 bis 10) der Dietrich-Bonhoeffer-Schule in Lich sind dabei, zusammen mit ihrem Lehrer, einen Mini-Satelliten in eine Umlaufbahn um die Erde zu schicken. Die NASA hat schon grünes Licht gegeben

Sowohl beim Licher Satelliten-Projekt als auch bei dem Experiment des Max-Planck-Institutes in Bonn bin ich als Diplom-Ingenieur und Fellingshäuser Funkamateur beteiligt.

Am 15. Mai fand ein erstes Treffen der “Experten” für das Projekt Erde-Mond-Erde in Bonn zusammen. Die “Experten” waren allesamt erfahrene Funkamateure mit aktiver Lizenz.
Vom Projektleiter wurde der Versuch in der Praxis vorgestellt:

Aufstellen einer 1,20 Meter Satelliten-Schüssel
auf dem Dach des Max-Planck-Institutes. Da es bewölkt war, konnte der Mond nicht mit dem Auge gesehen werden. Mit der App “LunaSolCal” kann man aber die Höhe und die Richtung des Mondes vom eigenen Standort aus bestimmen.

Dem kleinen Kreis der Funkamateure wurde gezeigt, wie die Ausrichtung der Satelliten-Schüssel erfolgen soll.

Dabei war immer der Aspekt zu beachten, dass dies später die Schüler allein vornehmen sollen. Nachdem die Ausrichtung erfolgt ist, kann ein Funksignal zum Mond geschickt werden. Vom Mond wird das Signal reflektiert und kommt wieder auf die Erde zurück, allerdings nur sehr, sehr schwach. Die größte Satelliten-Schüssel Deutschlands kommt jetzt ins Spiel:

Die Radioastronie-Station in Effelsberg (Eifel) dient als Empfangsstation. Sie nimmt das sehr, sehr schwache Signal auf und bereitet es so auf, dass man das Signal wiedererkennen kann. Dann wird das empfangene Signal über eine Video-Konferenzschaltung an die Schüler zurück geleitet.
Die Zeit, die vergeht, bis das gesendete Signal wieder auf die Erde zurückkommt, beträgt etwa 2,5 Sekunden. Daraus kann man Entfernung Erde-Mond berechnen, da die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Funksignals bekannt ist: Es ist die Lichtgeschwindigkeit, denn sowohl das Licht als auch der Funkstrahl sind elektromagnetische Wellen.

Es wurde beim Empfang überraschend festgestellt, dass die zurückgesendete Funkwelle vom Mond eine andere Frequenz hat, als die ausgesendete Frequenz. Wie geht das? Es taucht der Doppler-Effekt auf, den wir auf unseren Straßen bei der Geschwindigkeitsmessung mit Radar kennen.
Und durch die gemessene Frequenzänderung lässt sich berechnen, wie die Geschwindigkeiten von Erde und Mond auf ihren Oberflächen sind.

Aus den Diskussionen zwischen den Mitarbeitern des Max-Planck-Institutes und den Funkamateuren, die später bei den Schulen im Bundesgebiet die technische Leitung übernehmen sollen, wurde schnell deutlich, dass eine Menge Vorbereitungs-Material erarbeitet werden muss, damit der Versuch dann auch klappt. Mit im Boot ist deshalb die Universität Siegen mit dem Institut “Didaktik der Physik”, die Teile der Ausarbeitung übernehmen wird.

Warum werden Funkamateure für diesen Einsatz angefragt? Sie besitzen bereits eine Lizenz zum Senden, die sie durch eine Prüfung bei der Netzagentur erlangt haben. Das Rufzeichen für die Funksignale dieses Projektes wird ein sogenanntes Sonder-Rufzeichen sein: “MOONBOUNCE” . Es hat ein halbes Jahr gedauert, bis die Netzagentur die Anfrage des Max-Planck-Institutes genehmigt hat.

Wie das Projekt letztendlich bei den Schülern und Lehrern ankommt, werden wir erleben und auch darüber berichten.

Fotos: pixabay, Senger

Hessen in Space – Lich+Biebertal in Space

Am Von In Fellingshausen, Schule, Technik, Technik, Wissenschaft, Wissenwertes
Eröffnung der Tagung “Hessen in Space” in Offenbach

Es wurde für unsere Redakteure Eveline Renell und Winfried Senger ein besonderes Erlebnis, obwohl die Voraussetzung dafür gar nicht gut war: Es war der erste Tag ihres Kurzurlaubes an Nord- und Ostsee geplant, und dann kam noch diese Einladung aus der Staatskanzlei in Wiesbaden für den Abfahrtstag. Aber wenn der Ministerpräsident kommt, wenn die Astronauten Reiter und Maurer anwesend sein sollten, samt der gesamten Presse von ARD, ZDF und HR, dann können auch die Redakteure des Biebertaler-Bilderbogens nicht einfach absagen.

Die aus meiner Sicht eigentlichen prominenten Anwesenden waren Schüler der Dietrich-Bonhoeffer-Schule in Lich mit ihrem Lehrer Bernhard Krenig.

Die Schüler mit ihrem Lehrer und Winfried Senger (rechts)
Die Schüler/innen erklären das Satelliten-Modell dem HR-Reporter

Die Beteiligten der Arbeitsgruppe wollen einen Mini-Satelliten ins All schicken, ähnlich hoch wie die ISS, also etwa 500 km hoch. Der Satellit ist als Bausatz aus den USA bestellt worden und wurde bereits geliefert. Die Finanzierung war am Anfang das große Problem, aber es ist geschafft! Alles ist bezahlt, auch der kommende Start, wenn der Satellit fertig zusammengebaut ist. Die Zertifizierung durch die NASA ist ebenfalls schon erfolgt.

Es gab aber noch mehre Überraschungen für unsere Biebertaler Redakteure.
Zwei Institute der Universität Gießen waren ebenfalls vertreten. Ich war immerhin 40 Jahre in den Instituten verantwortlich tätig.

Wodurch Biebertal in diesem Zusammenhang eine Bedeutung bekommt:

Für die technische Beratung des Zusammenbaus des Satellitenbausatzes und die weitere Bestückung sowie für die Funk-Verbindung zur Erde und des dargestellten Modells bin ich ebenfalls in der Schule dabei. Und ich kann die Faszination der Schüler nur bewundern, egal, ob sie aus der Klasse 5 oder der Klasse 10 kommen, oder ob Mädchen oder Jungen, sie sind alle voll dabei.

Ich kann mich noch gut daran erinnern, als der erste Satellit überhaupt, der Sputnik1, am 4. Oktober 1956 ins All geschossen wurde. Ich war damals 12 Jahre alt und in der Klasse 5.

Warum Satelliten wichtig sein sollten, konnte ich damals nicht erkennen.

Modell des ersten Satelliten Sputnik-1 (Foto wikipedia)

Später in meinem Leben hatte ich die Gelegenheit mit einem Rodheimer Chor nach Kaluga in Russland zu fahren. Dort war im Raumfahrt-Museum ein zweiter Sputnik1 ausgestellt. Auch ein Blick ins Innere war möglich: Es fielen nur Rohre unterschiedlicher Dicke auf, die Elektronik war nur sehr gering vertreten. Der Sputnik sendete auch nur ein einziges Signal. das Sie unten hören können.
Welche Signale der Minisatellit der Schüler senden wird, ist noch nicht definiert, lediglich die Frequenz, die im 70cm-Amateurfunkband festgelegt ist (ca. 433 MHz) und hoffentlich das Ausbildungs-Rufzeichen DN5FCG des Fellingshäuser Funkamateurs Winfried Senger sendet.
Die Sendeleistung wird 1,5W sein

Youtube

Der Sputnik1 sendete damals auf 20 und 40 MHz mit 1 Watt Leistung, eine Frequenz, die damals noch mit Röhren erzeugt wurde. (Details)
Der Durchmesser des Sputnik betrug 58 cm, der Durchmesser des Schüler-Satelliten beträgt 10 cm.
Der Sputnik kreiste 92 Tage um die Erde, bevor er verglühte.
Der Mini-Satellit der Schüler wird wahrscheinlich eine ähnliche Lebensdauer haben, hoffentlich länger.

Der weitere Verlauf des Projektes der Schüler der Dietrich-Bonhoeffer-Schule kann auf satelliten-experimente.de verfolgt werden.

Fotos: Winfried Senger, wikipedia, youtube