Unser Angebot für 2023/2024
ForscherGeist-Jahrestreffen 2024
Hinweis: Das nächste ForscherGeist-Jahrestreffen ist
für den 02.11.2024 um 17:00 Uhr in der Herschelschule geplant.
Impressionen vom ForscherGeist Feriencamp 2023
Preisgekrönte Projekte
erhalten den ForscherGeist-Preis
der Kurt-Alten-Stiftung
Am 04.11.22 fand die diesjährige Preisverleihung des ForscherGeist-Preises der Kurt-Alten- Stiftung statt. Nach einer Begrüßung von Herrn Dr. Martin Stupperich, führte Herr Dr. Frank Jentzsch durch den Abend und kündigte die erste Gruppe mit dem Thema die Sonne – unser Zentralgestirn, unsere Planeten (oder eben auch nicht mehr Planeten, aber dazu später mehr) an.
Neben diesem Thema, präsentierten zwei weitere Gruppen ihre Themen, zum Einen das mathematische Jonglieren, zum Anderen die Messung von Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit mit einem Wetterballon, der bis zum Rand der Atmosphäre in eine Höhe von 32km flog. Geleitet wurde diese Gruppe von Herrn Claus-Hinrich Schröder. Alle Jugendlichen glänzten dabei mit einem unglaublichen Kenntnisstand und ließen mit Sicherheit den ein oder anderen verblüfft zurück. Erst einmal möchte ich euch darüber aufklären, was es mit unseren Planeten oder eben auch nicht mehr Planeten auf sich hat, denn Pluto ist gar kein Planet mehr. Lange Zeit zählte er in unser Sonnensystem, ist allerdings seit dem Jahr 2006 nur noch als Zwergplanet bekannt, weil er zu klein ist, um eine stabile Umlaufbahn aufzubauen. Wusstet ihr außerdem, dass es auf der Oberfläche des Mondes Mondmare gibt? Auf der Rückseite des Mondes sind diese Mondmare nicht vorhanden, dafür aber auf der der Erde zugewandten Seite. Es handelt sich hierbei um riesige Lavaflächen. Am meisten wird euch aber bestimmt die Tatsache von den Füßen hauen, dass es auf dem Mars die größten Vulkane des Sonnensystems gibt. Der Olympus Mons ist hierbei der größte Vulkan, denn sein Durchmesser liegt bei 600km! Damit hat er in etwa den Durchmesser Deutschlands von Westen nach Osten und ist größer als England und dreimal höher, als der Mount Everest. Wenn ihr noch immer auf den Beinen steht, kommt hier die nächste Tatsache: Würde man den Saturn in eine riesige Badewanne legen, würde er auf der Wasseroberfläche schwimmen, denn die mittlere Dichte des Saturns ist deutlich kleiner, als die von Wasser! Hier außerdem noch ein kleiner Nebenfakt: Der Namensgeber unserer Schule, Wilhelm Herschel, entdeckte 1781 den Planeten Uranus!
Sogar aus unserer Schule gab es einen Teilnehmer, denn Alexander Filepenko trug seinen entscheidenden Beitrag zu unserem Planetensystem bei.
Aber kommen wir zum musikalischen Teil, denn dieser war nicht nur wichtig, um der Veranstaltung einen festliche Rahmen zu geben, sondern hat für uns Herschelschüler eine besondere Bedeutung: Die Musik war ein Hobby von Caroline und Wilhelm Herschel. Zwischen den Vorträgen präsentierte die Kammermusik mit Frau Mischke und Schülern der Q2 vier wunderbare Musikstücke.
Insgesamt präsentierten zwölf Schülerinnen und Schüler diese und weitere Themen (oben genannt) und holten sich damit einen wohlverdienten Preis ab! Und es ist wirklich ein großartiger Preis, denn neben der Urkunde, die ihnen von Frau Sabine Alten, Kuratorin von ForscherGeist e.V. überreicht wurde, winkten den zwölf Teilnehmern pro Kopf unglaubliche 200€ Preisgeld!
Das Preisgeld wurde von der Kurt-Alten-Stiftung gestiftet.
Noch einmal Gratulation und Respekt, denn mit großer Sicherheit lässt sich sagen, dass nicht jeder komplizierte, mathematische Zusammenhänge und Fakten von Luftdruck und Temperaturmessung sowie Planetenkunde so gut darstellen und präsentieren kann!
Bericht: Isabell Greve
Berichte über laufende Projekte in 2021/2022
"Mit Physik und Informatik Umweltdaten erfassen und präsentieren“
Start eines Wetterballons in die Stratosphäre
am 29. Juni 2022 vormittags im Erika-Fisch-Stadion Hannover
Vormittags am 29. Juni 2022 war es endlich soweit: - der ForscherGeist-Wetterballon startete im Erika-Fisch-Stadion in Hannover in Richtung Stratosphäre. Auf diesen Augenblick hatten die Schüler der von Claus-Hinrich Schröder geleiteten Projektgruppe mit Spannung gewartet und mit viel Engagement darauf hin gearbeitet.
Zunächst hatte sich die Gruppe mit der elektronischen Erfassung und Speicherung von Wetterdaten wie Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit beschäftigt. Aus der sich in unserer Gruppe aufkeimende Idee, solche Daten nicht nur am Boden, sondern auch in größeren Höhen der Atmosphäre zu erfassen und zu untersuchen, war der Plan entstanden, einen Wetterballon mit entsprechenden Messgeräten aufsteigen zu lassen.
Im Februar 2022 gab der Vorstand von ForscherGeist e.V. dem Antrag auf Finanzierung des Projektes statt.
Für solche Unternehmungen bietet die Firma
Stratoflights ein Komplettset in unterschiedlichen Ausstattungsvarianten an. Wir entschieden uns für eine Ausstattung mit drei Kameras und zwei Datenloggern. Drei voneinander unabhängige GPS-Tracker sollten es ermöglichen, die Ballongondel zu Ende der Mission zu orten und zu bergen.
Früh am Mittwochmorgen war es dann soweit. Das große Event sollte beginnen. Zuerst aber bange Blicke auf die Wettervorhersage für den Tag. Würde es am Vormittag regnen? Würde der Himmel bedeckt sein? Beides würde den Ballonstart verhindern und eine Verschiebung des großen Ereignisses erfordern. Erleichtert stellt das Team jedoch nach Blick auf die App fest, dass die Wetterbedingungen einen Start erlaubten.
Folglich ging es zielstrebig, engagiert und voller Vorfreude an die Vorbereitungen für den Start. Ab 9 Uhr wurden Gasflaschen, gefüllt mit Helium, in das Erika-Fisch-Station gerollt, die Battery-Packs und Kameras auf Funktionstüchtigkeit gecheckt, alles technische Zubehör in der Gondel aus Styropor mit Klettband befestigt, die Experimente mit Flüssigkeiten und dem Schaumkuss installiert, die Ballonhülle vorsichtig entrollt und mit dem Fallschirm und der Gondel mit Schnüren verbunden. Hier zeigte sich der Teamgeist der Mannschaft. Hier zahlte sich die solide Vorbereitung auf den Start aus. Trotz aufkommender Nervosität lief alles nach Plan.
Zwischenzeitlich trafen Mitschüler/innen als Zuschauer im Stadion ein, ebenso wie der Schulleiter der Humboldtschule Herr Lawes und der Vorsitzende von ForscherGeist Herr Dr. Stupperich sowie ein Kameramann der HAZ. Nachdem der Ballon mit ausreichend Heliumgas gefüllt war, stieg die Spannung, denn es folgte der Countdown gegen 11.25 Uhr. 9-8-7-6-5-4-3-2-1-zero – Applaus. Wie geplant erhob sich der Ballon mit der Gondel in den strahlend blauen Himmel und wurde von frischen Böen Richtung Siloah-Krankenhaus getrieben. Bald konnte nur noch ein kleiner weißer Punkt am Himmel in der Ferne gesichtet werden. Erleichterung über den geglückten Start war in den Gesichtern aller Beteiligten zu bemerken. Der erste Schritt des Unternehmens war gelungen.
Jetzt ging es an die Verfolgung des Ballons. Während anfangs die Tracker noch Positionsdaten, z.B. vom VW-Werk in Stöcken, sendeten, war nach ca. 15 Minuten Sendepause. Was war passiert? Waren die Instrumente ausgefallen? War der Ballon frühzeitig nördlich von Hannover abgestürzt? Oder aber war er nur in zu große Höhen entschwunden, um Signale an den Boden zu funken? Wenn auch ein wenig verunsichert, machten sich zwei Verfolgerteams mit ihren Autos entschlossen auf den Weg nach Dörverden, wo der Ballon nach Vorausberechnungen der App in der Nähe landen sollte.
Groß waren Freude und Erleichterung, als gegen 13.45 Uhr eine Positionsmeldung auf einem der Handys erschien. Der Ballon war in Neddenaverbergen geortet worden. Emsige Suche bei Google-Maps, wo genau sich diese merkwürdig klingende Ortschaft befindet und wie man dort mit dem Auto hinkommt. Ergebnis: Gemeinde Kirchlinteln, rechts der Weser. Fahrzeit ca. 20 Minuten. Dieses sollte jedoch nicht der Landepunkt sein. Erst bei Armsen (Kirchlinteln) erfolgte der endgültige Touchdown.
Obwohl in der Umgebung viel Ackerbau betrieben wird, hatte der Ballon sich ein kleines Fichtenwaldstück als Landeplatz ausgesucht. Erneute Spannung: Würde man den Ballon trotz recht genauer Positionsdaten finden? Alle im Team blickten suchend nach oben. Schließlich der erlösende Schrei: dort im Baumwipfel weht etwas Rotes, der Fallschirm. Und da, darunter wiegt sich die weiße Gondel im Wind. Jetzt kam eine neue Herausforderung auf das Team zu: die Gondel schwebte in ca. 8 Metern Höhe. Würde man externe Kräfte mit erforderlichem Equipment zwecks Bergung der Gondel anfordern müssen? Doch das Team gab nicht frühzeitig auf. Mehrere Teleskopstangen wurden mit Kabelbindern verbunden. Mit vereinten Kräften, nach mehreren erfolglosen Versuchen, gelang es, die Gondel herunterzuschlagen. Voll Spannung und Neugierde öffneten die Teamteilnehmer sofort die Gondel und kopierten nach vor Antritt der Rückfahrt die Daten auf ihre Computer. Spontan wurde auf einem Video eine Sequenz gesichtet, die das Platzen des Ballons in ca. 32km Höhe zeigt. Wirklich beeindruckend. Was sonst noch an Daten aufgezeichnet wurde, wird eine detaillierte Auswertung in der Folgezeit bringen.
Alles in allem: Die Premiere dieses besonderen Projekts von ForscherGeist e.V. ist rundum gelungen und lädt zur Wiederholung ein.
Der Ballon startet in den blauen Himmel über Hannover
Rekonstruktion der Flugroute anhand der Daten des Datenloggers
Impressionen vom Flug des Ballons
Nach der Landung: Die Gondel hängt im Baum ...
Bergung der Ballongondel
Bericht der Arbeitsgruppe (Schuljahr 2020/2021)
Belastung durch Feinstaub und Lärm
Als unsere Arbeitsgruppe, bestehend aus 5 Schülerinnen und Schülern der Humboldtschule sowie zwei externen, im Herbst 2019 ihre Arbeit aufnahm, war die Belastung der Atemluft gerade in den vom Autoverkehr stark frequentierten Straßen Hannovers ein in der Öffentlichkeit viel diskutiertes Thema. Motiviert durch eine Anleitung im Internet begannen wir mit dem Bau einer Messstation, die neben der Feinstaubbelastung auch Temperatur und Luftfeuchtigkeit erfassen konnte. Diese Daten werden auf einen Server im Internet hochgeladen und können über die URL https://deutschland.maps.sensor.community/#15/52.3580/9.7220 abgerufen werden, einem Citizen Science Projekt zur Erfassung der Feinstaubmessung. Die Idee dabei ist, dass Tausende von Paten weltweit selbst gebaute Messgeräte z.B. an der Außenwand ihres Hauses installieren und luftdaten.info aus den übermittelten Daten eine sich ständig aktualisierende Feinstaub-Karte und Diagramme zum zeitlichen Verlauf der Daten generiert.
Nach dem ersten Erfolg, unsere Feinstaubstation ins Internet gebracht zu haben, entstanden Ideen zum Ausbau der Station mit weiteren Sensoren. Dabei sollte die Auswertung der Daten nicht nur im Internet, sondern auch auf einem eigenen Server erfolgen. Wir schrieben kleine Programme zum Auslesen von Sensoren und erforschten die Grundlagen deren Funktionsweise.
Mit dem Ausbruch der Corona-Pandemie war es dann im Frühjahr mit dem gemeinsamen Arbeiten in der gemischten Gruppe vorbei. Die externen Schüler nahmen nicht mehr teil. Da es auch nicht mehr zulässig war, mit Schülerinnen und Schülern unterschiedlicher Jahrgänge in einer Gruppe zusammen zu arbeiten, beschlossen wir, arbeitsteilig vorzugehen.
Über den derzeitigen Stand der Arbeit (Ende März 2021) der Teilnehmerinnen und Teilnehmer geben wir hier einen Überblick.
Die beiden Schüler J. und F. aus dem Jahrgang 8 beschäftigen sich mit der Entwicklung von Programmen zur Erfassung von Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Temperatur mit Hilfe des Sensors BME280 sowie Übertragung, Speicherung und Visualisierung der Daten auf einen Webserver.
Der Schüler J. aus dem Jahrgang 11 entwickelt ein neues Gehäuse für die Feinstaubstation, welches im 3D-Druck-Verfahren entstehen soll.
Der Schüler H. aus dem Jahrgang 13 programmiert einen Webserver auf der Basis des Kleincomputers Raspberyy Pi, auf dem die Daten unserer Station mit selbst geschriebenen Programmen ausgewertet, visualisiert und über das Internet abgerufen sollen.
Die Schülerin L. aus dem Jahrgang 13 hat sich dem neuesten Projekt von luftdaten.info gewidmet – der Messung von Umgebungslärm.
Ihr Projekt beschreibt L. wie folgt:
Unter Lärm versteht man, ganz allgemein gesprochen, Schall, der als störend empfunden wird. Dies ist selbstverständlich zu Teilen auch eine Frage der persönlichen Disposition. Manche Personen empfinden etwa das Rauschen von Fahrzeugen auf der nahegelegenen Straße als leises Hintergrundgeräusch. Andere wiederum können sich bei offenem Fenster aufgrund des Geräusches kaum konzentrieren. Neben der persönlichen Disposition spielt die Einstellung der Person zur Schallquelle eine Rolle: Ein lautes Orchester wird (hoffentlich) als angenehmer empfunden als Baustellengeräusche, obwohl die Musiker gemessen am Schalldruckpegel vielleicht lauter spielen. Auch spielt der Frequenzbereich des Schalls und die genaue Zusammensetzung der einzelnen Frequenzen eine Rolle bei der Frage, ob etwas Lärm ist oder nicht.
Lärm ausgesetzt zu sein, hat zahlreiche Folgen, einige davon sind reversibel, andere wiederum nicht: Die auralen Wirkungen, also alles, was das Ohr betrifft, umfassen Gehörschäden, die durch Schallspitzen oder auch Dauerlärm ausgelöst werden. Sie schließen dauerhafte Schädigungen bis hin zur Gehörlosigkeit und zeitlich begrenzte Auswirkungen wie Tinnitus mit ein.
Zu den extra-auralen Auswirkungen zählen etwa Stress und alle damit verbundenen Folgen oder Schlafstörungen. Die jedoch häufigste Beeinträchtigung durch Lärm sind Kommunikationsstörungen, wenn man also beispielsweise im Gespräch mit anderen Personen sein eigenes Wort kaum mehr versteht.
Obgleich nun für die Messung von Lärm nicht nur physikalisch messbare Größen ausschlaggebend sind, kann man durch Messen des Schalldruckpegels und der Frequenz ein Maß für die Lautstärkebelastung finden - ob man den Schall dann immer als Lärm bezeichnen würde, sei dahingestellt. Da unser Gehör in verschiedenen Frequenzbereichen unterschiedlich empfindlich ist - im Frequenzbereich der menschlichen Stimme etwa hören wir Geräusche schon bei sehr geringem Schalldruckpegel, während wir bei sehr tiefen oder hohen Tönen einen weit höheren Schalldruckpegel benötigen, um diese wahrzunehmen - , muss der gemessene Schalldruckpegel im Verhältnis zu der Frequenz, die das Geräusch hatte, an unser Empfinden angepasst werde, die sogenannte A-Bewertung. In dieser werden normalerweise auch erlaubte Grenzwerte für Schalldruckpegel angegeben.
Um nun die Lärmbelastung als relevante Umweltinformation zu erheben, konstruierten wir u.a. aus einem kleinen Mikrophon, verschiedenen Mikrokontrollern, die wir zudem programmierten, Powerbank, mobilem WLAN und HT-Rohrteilen eine vielseitig einsetzbare und allwettertaugliche Lärmmessstation. Die gesammelten Daten werden außerdem mithilfe des Grafikprogrammes Grafana ansprechend dargestellt und ausgewertet.