Die SOFIA-AG

SOFIA-Arbeitsgemeinschaft? Was ist das denn? Bulgarische Hauptstadtforschung? Eine AG gar nur für Mädchen mit diesem wohlklingenden Namen?

Der Weisheit letzter Schluss?

Letzteres trifft die Richtung, allerdings geht es nur sekundär um irdische Dinge: SOFIA ist zunächst die charmante Abkürzung des von der NASA, der National Aeronautic and Space Administration und des DLR, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, entworfenen etwas sperrigen Begriffs „Stratosphären Observatorium für Infrarot Astronomie“, so dass in der Kombination der Anfangsbuchstaben die Intention dieses einmaligen Observatoriums verdeutlicht wird: Der Weisheit näher zu kommen.

Kernstück ist eine umgebaute Boeing 747-SP mit einem 4,5 mal 6,5 Meter großen Loch im Rumpf. Durch diese Öffnung wird in einer Flughöhe von 14 Kilometern mit einem Spiegelteleskop (Spiegeldurchmesser 2,7m) das Weltall im Infrarotbereich beobachtet. In niedrigeren Höhen wird die Infrarotstrahlung durch den Wasserdampf der Erdatmosphäre absorbiert, somit ist der für die astronomische Forschung wichtige Wellenlängenbereich an der Erdoberfläche nicht, oder nur schwer messbar.

Warum ist der Infrarotbereich so interessant? Ein paar Beispiele:

  • Die IR-Strahlung durchdringt Staub- und Molekülwolken.
  • Das Weltall ist kalt: es strahlt vorwiegend im IR- Bereich.
  • (Molekülwolken, Planeten, Sternhüllen, Staubscheiben, IR-Galaxien, 3K-Strahlung)
  • Der IR-Bereich hat eine hohe spektrale Informationsdichte.
  • (charakteristische Strahlung von Atomen, Molekülen, Ionen, Festkörper, Silikate, Eis, Staub)
  • Die Emission weit entfernter Galaxien ist „rotverschoben“ in den IR-Bereich.

GDG wird SOFIA-Partnerschule

Astronomie über den Wolken

Als ich 2004 an das GDG kam, nahm ich Kontakt zum Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart auf. Professor Dr. Röser, Leiter des Instituts, bot sofort eine Zusammenarbeit an. Insbesondere stand eine Vorlesungsreihe „Raumfahrt aus Leidenschaft“ auf dem Programm, die auch für Schüler geeignet ist. Die erste Vorlesung hielt Herr Röser selbst über SOFIA. Bei dessen Programm geht es auch darum Schulen, Schüler und Lehrer mit einzubinden, sogar Forschungsflüge mit Lehrern und Schülern sollen gemacht werden. Gleich im Anschluss der Vorlesung lernte mich Herr Röser noch mehr kennen: „Wir auch!“ Wenige Wochen danach war das GDG Partnerschule des SOFIA-Projekts und des kurz darauf gegründeten Deutschen Sofia Instituts (DSI).

SOFIA-Modell 1:50

Das Spantenmodell: 186 handgefertigte Teile im Maßstab 1:50

Nur- SOFIA ließ auf sich warten: Jedes folgende Jahr sollte das bereits seit 1997 im Umbau befindliche Flugzeug fertig gestellt werden - sollte…

Zu den Forschungsflügen wollen wir Begleitbeobachtungen durchführen, Daten auswerten, Informationen verarbeiten, doch ohne Flug geht so etwas nicht. Also was macht eine bereits 2004 in Leben gerufene SOFIA-AG?

Natürlich haben wir den Entwicklungsweg des Flugzeuges verfolgt und dann beschlossen das Flugzeug im Maßstab 1:50 als Spantenmodell inklusive Teleskop zu bauen – schneller als das DLR, viel schneller als die NASA. Wir waren schneller!

Astronomie- und Raumfahrt AG

AME, Villingen-Schwenningen 2008

Während das 50:1 Modell weiter auf die Fertigstellung wartete, haben wir uns zu einer astreinen Astronomie- und Raumfahrt AG gemacht: Astronomische und raumfahrttechnische Themen wurden vertieft, aktuelle Projekte beider Wissenschaften und Technologien begleitet, die dank der engen und immer enger werdenden Zusammenarbeit mit dem IRS stets aktuell blieb und bleibt. Es wurden Vorträge gehalten und Ausstellungen betreut: In Sternwarten, bei der Explore Science (Naturwissenschaftliche Erlebnistage der Klaus Tschira Stiftung) in Mannheim 2008 und 2009, den Kepler-Tagen in Heidelberg oder auch bei der Astronomiemesse AME 2008 in Villingen-Schwenningen.

Schulteleskope

Das Schulteleskop

Bereits am 11. Januar 2007 haben wir unseren ganzen Stolz erhalten, ein 12“ –Schmidt Cassegrain-Teleskop mit GPS-Steuerung. Dieses liefert uns großartige Beobachtungsmöglichkeiten, selbst bei dem stark lichtverschmutztem Himmel über Stuttgart. In Verbindung mit einer Astrokamera haben wir in den letzten Jahren schöne Bilder von Jupiter, dem Orionnebel und dem Mond erstellt. Vertieft wurden die Inhalte der Infrarotastronomie dadurch, dass wir in der Lage sind, Bilder im nahinfraroten (NIR) Spektrum aufzunehmen. Hierfür haben wir Filter, die nur die Wellenlängen 685 nm bzw. 742 nm durchlassen.

Chromosphäre der Sonne, Eigene Aufnahme 2012

Ein Sonnenteleskop mit Hα-Filter sorgt inzwischen für schöne Bilder der Chromosphäre der Sonne, wenn wir nur tagsüber zum Beobachten kommen.

Die größte, drehbare und beleuchtete Sternkarte der Welt

Die größte, drehbare und beleuchtete Sternkarte der Welt

Da der Himmel in unseren Breiten die Beobachtungsmöglichkeiten wetterbedingt oft deutlich einschränkt, haben wir uns auf die Idee einer Schülerin hin einige Sternbilder mithilfe von LEDs darzustellen, zusätzlich an eine etwas komplexere Aufgabe gemacht: In über 500 Arbeitsstunden von Januar 2007 bis Februar 2008, haben 9 Schülerinnen und Schüler unserer Schule die größte beleuchtete und drehbare Sternkarte der Welt gebaut:

Mithilfe des Planetariumprogramms „Stellarium“ wurden die Koordinaten von 400 Sternen übernommen und zunächst maßstäblich in ein geeignetes äquatoriales Koordinatensystem auf Papier übertragen. Die Sternpositionen wurden anschließend auf eine Holzfaserplatte übertragen und Löcher für die Lämpchen gebohrt.

Entsprechend ihrer Helligkeit sind die Sterne durch unterschiedlich große Durchmesser verdeutlicht. Die Scheibe wurde anschließend lackiert und die Milchstraße hervorgehoben, 400 Leuchtdioden eingebaut,  die Verbindungslinien der wichtigsten Sternbilder, sowie wichtige astronomische Linien (Ekliptik, Kreis der Zirkumpolarsterne, Himmelsäquator) berechnet, eingezeichnet und dann die Sternbilder, besondere Sterne und Objekte beschriftet.

Gelagert ist die Scheibe auf einer Drehplatte und lässt sich trotz Verkabelung um 360° drehen.

In der elliptischen Begrenzung auf der Deckscheibe kann jeder beliebige Zeitpunkt des Jahres für den entsprechenden Himmelsanblick eingestellt werden.

Die Sternkarte (400 Sterne · 49 Sternbilder · 1,72m Durchmesser · 4 Quadratmeter) ist im Foyer der Schule zu bewundern und zeigt immer den aktuellen Abendhimmel über Stuttgart.

Kalifornien!

Die AG in Palmdale, CA 2008

Ein ereignisreiches Jahr 2007: Im Anschluss an eine Vorlesung des SOFIA-Program-Managers Robert Meyer an der Universität Stuttgart, lud er nach den Worten: „Hello I’m Bob“ die gesamte AG nach Kalifornien ein, um SOFIA in Palmdale, in der Nähe von Los Angeles und diverse weitere NASA-Standorte zu besichtigen.

Am 26. April 2007 flog SOFIA tatsächlich zum ersten Mal nach ihrem Umbau: Von Waco in Texas zu seinem neuen Heimatflughafen Palmdale in Kalifornien.

Ein Jahr später waren auch wir dort und damit waren und sind die SOFIA-AG-Teilnehmer die ersten und bislang auch einzigen deutschen Schüler, die SOFIA vor Ort besichtigt haben.

Am Palomar-Observatorium

In zwei Wochen Kalifornien haben wir ein großartiges astronomisch-raumfahrttechnisches Programm mit großer Unterstützung von Dr. Jürgen Wolf vom Deutschen Sofia Institut geboten bekommen: NASA Ames, Lick-Observatorium, NASA Dryden, Edwards, NASA Palmdale, Palomar Observatorium. San Francisco, der Sequoia Nationalpark mit seinen Mammutbäumen, St. Barbara und Los Angeles waren Orte, die wir ohne astronomische und raumfahrtspezifische Hintergedanken besichtigten.

„Raumfahrt aus Leidenschaft“: enge Zusammenarbeit mit dem IRS

25 Jahre D1 Mission, Uni Stuttgart, 2010) (10a) (Mit Reinhold Ewald bei der „Mission Zukunft“ 2012

Die regelmäßigen Besuche der Vorlesungsreihe „Raumfahrt aus Leidenschaft“ eröffnen ständig neue Horizonte, neue Kontakte werden geknüpft, neue Möglichkeiten eröffnet.

Zum Beispiel?

Meist unter Federführung des Astronauten Ernst Messerschmid, der am IRS eine Professur für Astronautik und Raumstationen hat, lernten die Sofia-AGler in den vergangenen Jahren neun Astronauten, unter anderen Reinhold Ewald, Ulf Merbold, und Hans Schlegel persönlich kennen, die von ihren verschiedenen Raumfahrtmissionen immer wieder spannend berichten: Was tun, wenn es auf einer Raumstation brennt, wie auf der MIR, als Reinhold Ewald dort war? Wie lange dauert es, bis man auf der Erde wieder begreift, dass man eine Tasse Kaffee nicht einfach neben sich in die Luft stellen kann, obwohl man sie kurz danach wieder in die Hand nehmen möchte…?

Zudem, wie es der Zufall will, übernahm 2010 ein ehemaliger GDG-Schüler die stellvertretende Leitung des Instituts für Raumfahrtsysteme: Professor Dr.-Ing. Stefanos Fasoulas. Persönlicher konnte die Verbindung nun zu unserer Schule nicht mehr werden.

Im Dezember startete SOFIA dann endlich zum ersten Wissenschaftsflug, die Sternentstehungsgebiete im Orion waren Ziel dieser ersten Mission. Die Ergebnisse stimmen optimistisch, los geht’s!

DSI und IRS: neue Projekte

„Mission Zukunft“, 2010

Unsere vielen Aktivitäten sprechen sich herum und durch die intensive Kooperation mit dem DSI und IRS werden immer wieder neue Projekte an uns herangetragen:

2010 wurden wir gebeten zur Premiere der Ausstellung „Mission Zukunft: Von Baden-Württemberg ins All“ die Präsentation von SOFIA im Haus der Wirtschaft zu übernehmen - haben wir gemacht.

Die AG mit SOFIA am Flughafen Stuttgart, 2011

2011 kam SOFIA für drei Tage an den Flughafen Stuttgart. Dort sollte eine Ausstellung gemacht und betreut werden - haben wir gemacht.

Yuri’s Night, 2012

2012 fand Yuri’s Night im Planetarium Stuttgart statt, ob wir die Infrarotastronomie und SOFIA präsentieren könnten – natürlich! - Haben wir gemacht!

Max-Planck-Institut: Haus der Astronomie

Seit den vielen Jahren des Bestehens der AG pflege ich einen intensiven Kontakt zum Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Seit 2011 hat das Haus der Astronomie (HdA) sein eigenes Gebäude, das in Form einer Spiralgalaxie auf dem Königstuhl gebaut wurde. Mit einem Hörsaal mit Kuppelprojektion, einem Ausstellungsbereich, Arbeits-, Labor- und Seminarräumen bietet es erstklassige Arbeitsbedingungen. Seit 2012 ist das GDG auch Partnerschule des HdA. Ziel des Hauses der Astronomie ist es, die Faszination der Astronomie in die breite Öffentlichkeit und in die Schulen zu tragen und den Austausch der Astronomen untereinander und mit den Kollegen angrenzender Wissensgebiete zu fördern. Die Möglichkeiten, die sich hieraus für das GDG und die Schüler ergeben sind groß, sehr groß und noch nicht absehbar!

SOFIA: der Film

Die Hauptdarstellerin Zelal Selcan in SOFIA bei den Filmaufnahmen, 2013

Eine vollkommen neue Herausforderung lieferte uns das DLR Ende 2012:

Ein Kurzfilm über SOFIA und die damit verbundene Nachwuchsförderung soll gedreht werden und die SOFIA-AG des GDG als Schüler bzw. Schulklasse mitwirken. Das hatte bei unseren bisherigen Aktionen nun eindeutig noch gefehlt…

Dreharbeiten am Flugzeug

Für die Suche nach den zwei Hauptdarstellern gab es Mitte November ein Casting unter den AGlern. Ende Januar 2013 begannen die Filmarbeiten mit allen Teilnehmern der AG zunächst im Deutschen Museum in München. Die letzte Februarwoche verbrachten die Hauptdarsteller bei SOFIA in Palmdale, Los Angeles und Umgebung, Ende April folgen die letzten Drehtage im Reichstag in Berlin.

Nun sehen wir gespannt der nächsten Oscarverleihung entgegen, warten auf die Sterne auf dem Walk of Fame.

Zukunftspläne

Warten heißt es auch noch auf eine Sternwarte auf der Schule. Das Teleskop, die Schüler, die Ideen, Pläne und sogar ein Logo sind schon da, nur fehlen noch das Geld und die Umsetzung, in erster Linie aber das Geld.

In der Zwischenzeit widmen wir uns natürlich wieder unseren eigentlichen Inhalten einer Astronomie- und Raumfahrt – AG und verstärkt den nun zunehmenden Forschungsprojekten von SOFIA wie den Sternentstehungsgebieten, interstellarer Materie, dem Sonnensystem und Kometen.

Außerdem reisen die Teilnehmer der AG 2013 über Pfingsten nach Kalifornien mit ähnlichen Zielen wie 2008 (das Lowell Observatorium wird hinzukommen - hier wurde der Kleinplanet Pluto entdeckt - auf dem Weg nehmen wir den Grand Canyon und Las Vegas mit) nur mit vollständig neuer Besetzung, schließlich haben die damaligen Teilnehmer und späteren Teilnehmer der AG längst schon das Abitur gemacht, befinden sich im Studium, haben unterschiedlichste Wege eingeschlagen, aber es sind auch welche dabei, die Raumfahrt oder Astronomie studieren, sich diesen Themen widmen, oder Ihre Erfahrungen anderweitig nutzen, vergessen wird sie keiner!

Sven Hanssen

SOFIA