Antwort auf dem Pfosten Nr. 2. Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km. Saturn Uranus. 1km 2 km 3 km 4 km 5 km

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Bernd Auttenberg
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1 1 LEHRPFAD CLAUDE NICOLLIER Claude Nicollier, geboren am 2. September 1944, ist in dieser Gegend aufgewachsen. Von Jugend auf von der Himmelskunde begeistert, studierte er an der Universität Astronomie. Er war auch während Jahren Militär- und Linienpilot, bevor er die anspruchsvolle Astronautenausbildung bei der europäischen Raumfahrtagentur und der NASA antrat. Als erster Schweizer Astronaut nahm er mit Erfolg an mehreren Flügen an Bord des Raumfahrzeuges Challenger teil. Wir laden Sie ein, auf dem Lehrpfad den Pfosten wie diesem hier zu folgen und dabei die Probleme im Zusammenhang mit der Eroberung des Weltalls zu entdecken. In den vergangenen Jahren hat die Weltraumforschung zahlreiche wissenschaftliche und technische Aktivitäten revolutioniert und dabei unzählige neue Erkenntnisse auf verschiedensten Gebieten gebracht. Frage 1 Wie oft hat Claude Nicollier Weltraummissionen ausgeführt? Antwort auf dem Pfosten Nr. 2 Distanz Erde > = = astronomische Einheit = 150 Mio km 10 AE 20 AE 30 AE 40 AE 1km 2 km 3 km 4 km 5 km

2 2 Ein künstlicher Satellit ist ein Objekt, das vom Menschen so auf eine Umlaufbahn um einen Planeten gebracht wurde, dass die Fliehkraft, die es von diesem Planeten entfernt, gleich gross ist wie die Anziehungskraft desselben Planeten. Stellen Sie sich einen Tisch vor, auf dem Ihr eine Kugel rollen lässt. Je schneller die Kugel wird, je weiter entfernt vom Tisch wird sie herunterfallen. Bei einer gewissen Geschwindigkeit wird die Kugel eine Fliehkraft erreichen, die der Schwerkraft gleich ist. Die beiden Kräfte sind im Gleichgewicht. Unterhalb dieser kritischen Geschwindigkeit fällt die Kugel herunter; ist sie grösser, entfernt sich die Kugel vom Planet. Frage 2 Bei welcher Geschwindigkeit kreist die Kugel theoretisch wie ein Satellit rund um die Erde? 100 m/sek m/sek. 8 km/sek. Antwort auf dem Pfosten Nr. 3 Antwort 1 Viermal mit Flug STS-46, STS-61, STS-75, STS-103 Für zusätzliche Informationen siehe: Distanz Erde > = = astronomische Einheit = 150 Mio km 10 AE 20 AE 30 AE 40 AE 2 1km 2 km 3 km 4 km 5 km

3 Verschiedene Wissenschaften und Techniken haben aus der Weltraumforschung Nutzen gezogen, die mit dem Start des ersten künstlichen Satelliten angefangen hat.

3 3 Verschiedene Wissenschaften und Techniken haben aus der Weltraumforschung Nutzen gezogen, die mit dem Start des ersten künstlichen Satelliten angefangen hat. Fragen 3 A) Welchen Namen hatte der erste Satellit? B) Findet fünf Anwendungsbereiche, die daraus Nutzen gezogen haben! Antworten auf dem Pfosten Nr. 4 Antwort 2 Die Kugel muss eine Geschwindigkeit von 8 km/sek. erreichen! Für zusätzliche Informationen siehe (auf Englisch): Distanz Erde > = = astronomische Einheit = 150 Mio km 10 AE 20 AE 30 AE 40 AE 1km 2 km 3 km 4 km 5 km 3

4 Fragen 4 A) Wenn wir uns die Erde wie einen Fussball vorstellen, welches ist, im gleichen Massstab, der Durchmesser der Atmosphäre? B) Auf welcher Distanz umkreisen die Astronauten die Erde?

4 4 Fragen 4 A) Wenn wir uns die Erde wie einen Fussball vorstellen, welches ist, im gleichen Massstab, der Durchmesser der Atmosphäre? B) Auf welcher Distanz umkreisen die Astronauten die Erde? C) Auf welche Distanz von der Erde entfernt müssen die geostationären Satelliten für die Telekommunikation gebracht werden, damit sie sich immer über der gleichen Region befinden? Antworten auf dem Pfosten Nr. 5 Antworten 3 A) Der erste Satellit hiess Sputnik 1 und wurde am 4. Oktober 1957 durch die Russen gestartet. B) Seit diesem Ereignis hat die Weltraumforschung in unserem Alltag auf den verschiedensten Bereichen ihren Nutzen gezeigt, so z.b.: Wetterprognosen, Astronomie, Studien über Umweltverschmutzung, Gezeiten, Winde, Geologie, Hydrologie, Ornithologie, Medizin, Biologie, Telekommunikation, Fernsehübermittlung, Militär, Versicherungen, Argosmarkierungen, Kartographie, GPS, Statistik usw. Distanz Erde > = = astronomische Einheit = 150 Mio km 10 AE 20 AE 30 AE 40 AE 1km 2 km 4 3 km 4 km 5 km

5 5 Frage 5 Müssen künstliche Satelliten stromlinienförmig sein? Antwort auf dem Pfosten Nr. 6 Antworten 4 A) Mit der Höhe verringert sich die Luftdichte sehr stark, im Verhältnis zu unserem Fussball würde sie einen Durchmesser von etwa 1 mm erreichen. Ein Stratosphärenballon kann bis zu 4 aufsteigen. B) Die meisten bemannten Raumflüge erfolgen zwischen 400 und 60 Höhe. Im Verhältnis zu unserem Fussball belegt die Umlaufbahn einen Raum von 10 bis 15 mm. C) Die geostationären Satelliten werden auf eine Umlaufbahn gebracht, die etwa fünfmal die Distanz des Erdradius ausmacht. Siehe : Distanz Erde > = = astronomische Einheit = 150 Mio km 10 AE 20 AE 30 AE 40 AE 1km 2 km 3 km 4 km 5 km 5

6 6 Frage 6 Kann man an Bord eines Satelliten ein Senkblei verwenden? Antwort auf dem Pfosten Nr. 7 Antwort 5 Die Satelliten kreisen im Weltall ausserhalb der Erdatmosphäre und sind somit keinem Luftwiderstand ausgesetzt. Sie brauchen also keine Stromlinienform. Siehe : asp Distanz Erde > = = astronomische Einheit = 150 Mio km 10 AE 20 AE 30 AE 40 AE 1km 2 km 3 km 4 km 5 km 6

7 7 Frage 7 Kann man in einem Raumschiff oder ausserhalb eines Raumschiffes ohne weiteres ein Glas Wasser füllen? Antwort auf dem Pfosten Nr. 8 Antwort 6 Die kleine Masse des Senkbleis wird durch die enorme Erdmasse angezogen. Die Schnur ist somit gespannt und liegt vertikal zum Punkt, der die Erdmitte anzeigt. An Bord eines Satelliten im schwerelosen Zustand schwimmt die kleine Masse im Raumschiff, im Gleichgewicht von möglichen agierenden Kräften, und die Schnur bildet willkürliche Schlingen. Distanz Erde > = = astronomische Einheit = 150 Mio km 10 AE 20 AE 30 AE 40 AE 1km 2 km 3 km 4 km 5 km 7

8 8 Frage 8 Welche der beiden Kerzen A oder B brennt an Bord eines Satelliten? Antwort auf dem Pfosten Nr. 9 Antwort 7 Das Ausgiessen von Wasser setzt eine Kraft voraus, die das Wasser nach unten zieht. In einem Raumschiff verunmöglicht die fehlende Schwerkraft, dass das Wasser aus der Flasche fliesst. Indem man jedoch einen verformbaren Behälter wie eine Zahnpastatube zusammendrückt, kann das Wasser entweichen. Aus dem Behälter gedrückt, wird das Wasser kugelförmig im Raumschiff schweben; es ist geschmeidig, verformbar und reagiert einzig auf die Impulse des experimentierenden Astronauten. Ausserhalb des Raumschiffs würde sich das Wasser sofort auflösen, da rund um den Satelliten eine sehr grosse Leere herrscht. Distanz Erde > = = astronomische Einheit = 150 Mio km 10 AE 20 AE 30 AE 40 AE 1km 2 km 3 km 4 km 8 5 km

9 9 Frage 9 Können die Astronauten auf eine angenehme Beleuchtung ihres Werkplatzes zählen, wenn sie ausserhalb des Raumschiffs arbeiten? Antwort auf dem Pfosten Nr. 10 Antwort 8 Auf der Erde bewirkt der archimedische Druck, dass die durch die Verbrennung erwärmte Luft steigt und einer sauerstoffreicheren Luft Platz macht, wodurch die Kontinuität der Flamme gewährleistet wird. Es ist die Kerze B, die langsam am Auslöschen ist, denn die verbrennenden Gase verbleiben rund um den Docht. Distanz Erde > = = astronomische Einheit = 150 Mio km 10 AE 20 AE 30 AE 40 AE 1km 2 km 3 km 4 km 9 5 km

10 10 Frage 10 Kann man an Bord eines Raumschiffes in einem elektrischen Kocher Wasser wärmen? Antwort auf diesem Pfosten Antwort 9 Das Fehlen der Atmosphäre bewirkt, dass kein Licht ausgestrahlt wird. Der Lichtkontrast zwischen den beleuchteten Teilen und den Schattenzonen ist viel ausgeprägter als auf der Erde. Antwort 10 Nein, wegen der fehlenden Schwerkraft hat das Wasser keinen Grund, mit dem Wärmeteil des Gerätes in Kontakt zu bleiben. Die Schwerkraft ist eine der Naturkräfte im Weltall, die man nicht abschirmen kann und die seit Menschengedenken nie eine Panne erlitten hat! Distanz Erde > = = astronomische Einheit = 150 Mio km 10 AE 20 AE 30 AE 40 AE 1km 2 km 3 km 4 km 5 km 10

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