Teil 2: Wissenschaftliche Ziele

Von Kevin Glinka

Wissenschaftliche Ziele:

1.) Meteorologische Messungen:

Zu den wissenschaftlichen Zielen der Fahrt(en) gehören die Messung von Luftdruck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, sowie die Windrichtung und -geschwindigkeit. Dafür sollen ein Barometer, ein elektrisches Thermometer, ein Aspirationspsychrometer Assmann’scher Bauart, sowie ein normales Hygrometer verwendet werden. Die Windgeschwindigkeit ist im Freiballon gleich der Ballongeschwindigkeit, also kann sie mit einem GPS bestimmt werden.

Wie zu sehen ist, sind hier schon zwei verschiedene Sorten von Thermometern, sowie zwei Messgeräte für die Luftfeuchtigkeit aufgeführt. Der Vergleich der Leistung dieser Geräte ist ebenfalls eines meiner Ziele. Ich besitze ein Hygrometer, welches ich im Baumarkt gekauft habe, und welches im Vergleich zum Aspirationspsychrometer zum Teil Unterschiede bis 10% aufweist. Somit wäre ein Vergleich �einfaches“ gegen „professionelles“ Instrument möglich.

2.) Elektrische und Magnetische Messungen:

Als nächstes stehen auf meiner Liste Messungen der Luftelektrizität und des Magnetfeldes. Dafür sollen ein Elektrometer mit einem langen Draht, oder wahlweise ein Elektrofeldmeter verwendet werden. Für die Magnetfeldmessungen ist noch nicht entschieden, welches Instrument dort zum Einsatz kommen soll. Entweder, wie bei den oben angesprochenen Ballonfahrten, eine schwingende Magnetnadel, bei welcher die Schwingungsdauer für 20 Schwingungen gemessen, und mit der Zahl die auf der Erde erhalten wurde, verglichen wird, oder einem System welches auf einer Hall-Sonde basiert. Eine weitere Möglichkeit wäre ein selbstgebautes „Reise-Magnetometer“, welches auf einer Anleitung aus dem Internet basiert.

3.) Messung der Stärle der Sonneneinstrahlung

Der nächste Punkt ist dann die Messung der Stärke der Sonneneinstrahlung, und zwar mit Hilfe eines Schwarzkugelthermometers, so wie ich es oben bereits angesprochen habe. Gerne würde ich dort ein Experiment von Barral und Bixio wiederholen: Diese haben nämlich neben einem normalen und einem geschwärzten Thermometer noch ein Thermometer mit einer versilberten Kugel nebeneinander auf einer polierten Metallplatte angebracht. Weil das Thermometer mit der schwarzen Kugel beim Start zerbrach, waren natürlich nur Messungen mit dem silbernen und dem normalen Thermometer möglich, und es wäre eine Gelegenheit, dieses Experiment zu wiederholen. Ein Aktinometer, wie auch Glaisher eines ab 1863 im Ballon mitführte, wäre auch eine interessante Alternative, sowie ein Bolometer, welches die Stärke der Sonneneinstrahlung direkt messen kann.

4.) Spektroskopische Beobachtungen und Messungen der Helligkeit

Weiterhin plane ich, ein Spektroskop mitzunehmen, und das Spektrum des Himmels und der Sonne in verschiedenen Höhen zu beobachten. Dafür plane ich die Verwendung eines kleinen Taschenspektroskopes, evtl. im Vergleich mit einem selbstgebauten Spektroskop welches anstelle eines Prismas eine CD benutzt. Glaisher hatte ebenfalls so eines ab 1863 an Bord und er achtete vor allem auf die Veränderung der Fraunhoferschen Linien mit der Höhe. Weiterhin wäre ein sehr günstiges und gleichzeitig interessantes Instrument ein Luxmeter, welches in verschiedenen Höhen auf verschiedene Bereiche des Himmels, der Erde und der Sonne gerichtet werden kann, um die jeweilige Helligkeit zu messen.

5.) Messungen von VLF-Radiowellen

Die INSPIRE Inc.-Gruppe aus Washington D.C. hat mir vorgeschlagen, einen ihrer VLF-3 Empfänger im Ballon mitzunehmen, um zu messen, wie sich die Verbreitung der VLF- Wellen mit der Höhe ändert. Die Gruppe misst weltweit mit diesen Empfangsgeräten, und ist an Messungen in einem Freiballon sehr interessiert.

6.) Messungen radioaktiver Strahlung

Zusätzlich dazu soll ein Geigerzähler eintreffende Strahlung erfassen. Mir wurde von anderer Seite bereits mitgeteilt, dass ich in den erreichbaren Höhen nicht erwarten solle, kosmische Strahlung direkt anzutreffen (Wobei ich mir auch im klaren bin, dass die primäre kosmische Strahlung erst in ca. 30 Kilometern Höhe anzutreffen ist). Trotzdem finde ich es wünschenswert, so ein Gerät an Bord zu haben, da die Zahl der eintreffenden Strahlen als Funktion der Höhe auch so interessant sein dürfte. Inzwischen habe ich eine Nachricht einer tschechischen Forschungsgruppe erhalten, welche über einen entsprechenden Aufbau verfügt und diesen gerne auf dem Ballon montieren würde.

7.) Fotografie (Visuell und Infrarot)

Da der Ballon sich mit dem Wind bewegt, und keine großen Vibrationen (wie z.B. durch einen Motor, der ja beim Ballon nicht vorhanden ist) auftreten, ist es möglich, gute Luftaufnahmen vom Ballon aus zu machen. Dafür steht bereits eine Zenit-ET 35mm- Fotokamera bereit, die mit Farbfilm bestückt wird. Wünschenswert wäre daneben eine weitere Kamera mit Infrarotfilm, um damit durch Nebel oder Dunst hindurchsehen zu können.

Die oben angesprochenen Versuche sind die physikalischen Versuche, die ich bis jetzt in die Liste aufgenommen habe. Mir wurde bereits zugetragen, ein UV-Messgerät, einen Staubzähler oder eine Apparatur zur Messung der Schallgeschwindigkeit mitzunehmen, beide allerdings bis jetzt ohne direkte Anleitungen zum Versuchsaufbau oder ähnlichem.

8.) Sammlung von Luftproben

Weiterhin stehen auf der Liste noch einige chemische Versuche. Zuerst ist dort die Entnahme von Luftproben in verschiedenen Höhen zu finden. Dort hoffe ich vor allem auf die Unterstützung der Universität Osnabrück, dass es dort möglich ist, die Proben analysieren zu lassen.

9.) Messung der Anteile von Kohlendioxid und Ozon

Dazu kommen noch einige Versuche, die direkt im Ballon durchgeführt werden sollen. Zum einen soll Luft durch Röhren gesaugt werden, die mit KOH gefüllt sind. Durch das Wiegen dieser Röhren ist es dann möglich, die Menge an Kohlenstoffdioxid, die sich in der Atmosphäre befunden hat, festzustellen. Um den Ozongehalt der Atmosphäre festzustellen, plane ich ebenfalls ein duales Verfahren, wie schon bei der Temperatur und der Luftfeuchte, und zwar zum einen mit Ozonpapieren, und zum anderen mit Analysen- Röhrchen der Firma Dräger Safety GmbH, Lübeck. Diese prüft momentan, ob die benötigten Analyseröhrchen zur Verfügung gestellt werden können.

10.) Physiologische, Akustische und sonstige Beobachtungen

Am Ende der Liste stehen noch einige allgemeine Beobachtungen, die eher „nebenbei“ durchgeführt werden sollen, z.B. Beobachtungen des Pulses und Zahl der Atemzüge pro Minute der Personen im Ballon, der Ausbreitung des Schalles in verschiedenen Höhen, das Aussehen des Ballons und des Füllgases.

11.) Sammlung von Bakterien in größeren Höhen

Am Ende der Liste stehen noch zwei biologische Ziele, von denen das erste die Sammlung von Bakterien mit Hilfe eines geeigneten Apparates ist. Bis jetzt wurde dies nur auf vier Ballonfahrten von Prof. Carl Otto Harz in München (1903/04) und auf den Stratosphärenballonen Explorer II (1935) und BEXUS 7 (2008) getan. Im ersten und dritten Fall wurde Luft durch sterile Filter gesaugt, beim Explorer II wurde ein spezieller Sammelapparat vom Ballon abgeworfen.

12.) Feststellung des Einflusses der Fahrt auf Pflanzen und Insekten

Auch dieses wurde bis jetzt nur auf den Stratosphärenfahrten des Explorer I (1934) und Explorer II getan, wobei Pilzsporen den Bedingungen der Stratosphäre ausgesetzt wurden. Weiterhin wurden auf dem Explorer II und dem sowjetischen USSR-1-bis Fliegen der Art Drosophila melanogaster mitgenommen, um Einflüsse der Strahlung auf sie zu untersuchen. Auch hier wäre es (trotz der geringeren Höhe) interessant, diese Versuche zu wiederholen/mit anderen Arten durchzuführen.

Dieses sind die wissenschaftlichen Ziele, die ich mit diesem Projekt erreichen möchte. Eine Veröffentlichung der Resultate nach der Fahrt ist von mir vorgesehen, außerdem würde ich auch gerne meine Messdaten an andere Stellen weitergeben (die meteorologischen Daten z.B. an den DWD).