Ein unvergesslicher Tag der Raumfahrt 2025

Space Buzz One der DLR

Am Morgen des großen Tages machten wir uns – meine Frau Kathrin Home, unser Schüler Till
Siebenhaar (Klasse 9a) und ich – gegen 10 Uhr vom Hauptbahnhof auf den Weg zum Veranstaltungsgebäude, dem Futurium. Schon vor dem Eingang erwartete uns ein beeindruckendes Highlight: der "Spacebuzz One" – ein begehbarer Hightech-LKW, der eine simulierte Reise zur Internationalen Raumstation (ISS) und zum Mond ermöglichte. Ausgestattet mit VR-Brillen und animierten Raumschiffsitzen erlebten wir eine realistische, rund 20-minütige Reise ins All – inklusive spürbarer Erschütterungen!

Vor dem gemeinsamen Flug zur ISS

 Nach diesem aufregenden Auftakt betraten wir das Futurium, eine Mischung aus Museum und Veranstaltungszentrum. Dort erwartete uns ein besonderer Empfang: Nach dem Nennen unserer Zugangsparole wurden wir direkt in den VIP-Bereich geführt, wo uns Frau Kirsten Werner, verantwortlich für Events und Public Outreach beim DLR in Bonn, herzlich willkommen hieß. Im Wartebereich ergaben sich bereits spannende Begegnungen, unter anderem mit Frau Dr. Anna Christmann, der Schirmherrin des Wettbewerbs "Zeig mir Dein Universum" und Koordinatorin der Bundesregierung für Luft- und Raumfahrt, sowie dem deutschen ESA-Astronauten Dr. Matthias Maurer. Schon bald kamen wir mit ihnen ins Gespräch.

Begrüßung durch Frau Dr. Christmann

Smalltalk mit ESA Astronaut Matthias Maurer

 

Pünktlich um 11:15 Uhr begann die offizielle Eröffnung des "Tag der Raumfahrt 2025", moderiert von Moritz Vieth, bekannt vom YouTube-Kanal "Senkrechtstarter". Als Teilnehmer des Wettbewerbs hatten wir besondere Ehrenplätze. In der Eröffnungsrede erfuhren wir, dass dieses Event das erste seiner Art in Deutschland war – mit dem Ziel, es zukünftig als festen Raumfahrttag zu etablieren. Hochkarätige Gäste wie Dr. Walther Pelzer (Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR) und Dr. Josef Aschbacher (Generaldirektor der ESA) unterstrichen die Bedeutung des Anlasses.

Unterschrift unter der Urkunde 

Ein Höhepunkt war die feierliche Preisverleihung des Wettbewerbs "Zeig mir Dein Universum". Unser Beitrag ist unter folgendem Link zu finden: Zeig mir Dein Universum. Jeder Gewinner wurde persönlich von Dr. Maurer, Dr. Pelzer, Frau Dr. Christmann und dem Moderator gewürdigt. Besonders beeindruckend war der Auftritt unseres Schülers Till Siebenhaar, der souverän und fachkundig vor einem großen Publikum berichtete. Die feierliche Übergabe der Urkunden durch die anwesenden Raumfahrtpersönlichkeiten war ein unvergesslicher Moment.

Im Laufe des Tages verfolgten wir spannende Vorträge zur Zukunft der Raumfahrt in Europa und knüpften zahlreiche wertvolle Kontakte. Unser Wettbewerbsbeitrag und Tills beeindruckendes Interview fanden durchweg große Anerkennung.

Glückwünsche von Matthias Maurer, Frau Dr. Christmann und DLR Chef Herr Dr. Pelzer

 Preisgeld sinnvoll investiert

Mit der Prämie ist auch ein Preisgeld in Höhe von 6.000 Euro verbunden. Dieses wird der Fachschaft Astronomie sowie der AG Amateurfunk und Elektronik zugutekommen. Eine erste Anschaffung wird ein Spezialteleskop zur Sonnenbeobachtung sein – ein H-Alpha-Teleskop (Skywatcher ST 76/630 Heliostar-76 H-alpha), zusammen mit einer passenden Montierung (Skywatcher Montierung Solarquest AZ). Mehr Informationen und Beispielbilder gibt es hier: Astroshop.

Zudem wird für die AG ein Spektrumanalysator bis 2,1 GHz angeschafft, der zur Analyse elektromagnetischer Signale und zur Optimierung elektronischer Baugruppen genutzt wird: Batronix.

Besondere Erlebnisse in Berlin

Ein 3U Fernerkundungssatellit

Die wärmste Anerkennung durch Fachleute sowie das Knüpfen neuer Kontakte waren für uns eine große Freude. Besonders faszinierend waren die Fachvorträge und natürlich die VR-Reise zur ISS und zum Mond.

Ein besonderes Highlight war das Treffen mit Dr. Matthias Maurer. Er erwies sich als äußerst freundlicher und aufgeschlossener Mensch, der mit Begeisterung von seinen Erfahrungen in der Raumfahrt berichtete.

 

Zukunftspläne: Was kommt als Nächstes?

Wir denken bereits über weitere spannende Projekte nach. Durch neu geknüpfte Kontakte könnten sich in Zukunft interessante Möglichkeiten ergeben. Zudem ist eine vertiefte Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn geplant. Als "Moonbounce-Schule" haben wir uns dort bereits einen guten Namen gemacht – und es bleibt spannend, was die Zukunft bringt!

Unsere Urkunde

 

Motto des Tages

VOLA - Fliege!

Offizielles Missionslogo

Es ist schon eine ganze Weile her, dass unsere Arbeitsgemeinschaft eine Ballonmission durchgeführt hat. So entstand die Idee, in einem Ballonexperiment eine neue Datenübertragungsmethode zu testen.

LoRa ist die Abkürzung für "Long Range" und steht für minimale Sendeleistung bei maximaler Reichweite. Die Technik dahinter ist das sogenannte Frequenzspreizverfahren. Dabei wird ein schmalbandiges Signal auf eine Bandbreite von 125 kHz aufgeweitet. Zunächst scheint das ein Nachteil zu sein, da das Signal schwächer wird und letztendlich im Rauschen zu verschwinden droht. Andererseits erhöht sich dadurch die Widerstandsfähigkeit gegenüber schmalbandigen Störungen. In Verbindung mit dem AX.25-Protokoll ergibt sich eine robuste Möglichkeit zur Übertragung von Daten und Positionsinformationen aus Ballonnutzlasten.

In Deutschland gibt es bereits eine gut ausgebaute Infrastruktur für LoRa-APRS auf 433,775 MHz, und aus der IoT-Technik sind kostengünstige Empfänger auf Basis der ESP32-Mikrocontroller verfügbar. So war die Idee zur Mission VOLA geboren.

Als Starttermin wurde der 23. November anvisiert – ein Zeitpunkt, der wetterbedingt und hinsichtlich
des Tageslichts gerade noch sinnvoll für eine eventuelle Bergung der Nutzlast erschien. Bis zum Start gab es jedoch noch viel zu tun. Die eigentliche Sendeplatine (SMD-Technik) wurde zunächst hinsichtlich ihres Energiebedarfs analysiert. Nach ausgiebigen Tests entschieden wir uns für die Versorgung mit zwei leichten Lithium-AAA-Batterien. Mit Styroporverkleidung und Fallschirm kamen wir auf eine Gesamtstartmasse von 42,24 Gramm.

Komplette Nutzlast mit Fallschirm

Platine des Senders im Programmiermodus

Leider war die Wetterlage um den geplanten Starttermin sehr instabil. Die auf Basis der NOAA-Datenbank erstellten Vorhersagen deuteten auf einen weiten Flug bis ins Nachbarland Polen hin. Dass am eigentlichen Starttag um 9 Uhr absolute Windstille am Boden herrschte und der Himmel strahlend blau war, sorgte nur für kurzen Optimismus. In höheren Luftschichten tobten orkanartige Stürme.

Integration der Nutzlast

Befüllen des 100g Pilotballons

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Auflassen des Ballons

Nach dem erfolgreichen Start um 9 Uhr zeigte die Telemetrie zunächst einen erwarteten Flug in Richtung Südosten. Doch bereits 30 Minuten nach dem Start fiel die Übertragung der Nutzlast plötzlich komplett aus. Erst kurz nach 10 Uhr meldete sich VOLA ein letztes Mal aus 10.100 Metern Höhe – mit einer unglaublichen Geschwindigkeit von 268 Kilometern pro Stunde!

Die Analyse des Flugverlaufs ließ nur einen Schluss zu: Die Nutzlast geriet in einen Orkan, der vermutlich die GPS-Antenne beschädigte. Zwischenzeitlich wurde der Ballon westlich von Ecuador geortet – ein klares Anzeichen für einen GPS-Fehler.

"Fliege!" – VOLA war der Name unserer Mission. Trotz des Fehlschlags zeigten alle AG-Mitglieder hervorragenden Einsatz. Für die Zukunft haben wir uns weitere Experimente mit LoRa-APRS vorgenommen.

 

Erfolgreicher Start um 9.00 Uhr

Mission Control

 

Das VOLA Start-/Entwicklerteam

LORA-Empfänger

Flight Prediction

Letztes Datenpaket

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bau des Nutzlastbehälters

Kalkulation des Energiebedarfs

Erfolgreicher Moonbounce – Eine Reise zum Mond und zurück

„Ein kleiner Schritt für die Menschheit – ein großer Schritt für das Liborius-Gymnasium.“

Am 6.5.2024 um 7:52:32 UTC (9 Uhr 52 MESZ) erschien unser Signal aus dem Rauschen der Mondoberfläche auf dem Spektrum des Radioteleskops in Effelsberg. Auf unserem Weg zum 100-Meter-Spiegel des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Effelsberg (Eifel) legten wir eine Strecke von 718.076 Kilometern zurück. Eine langwierige und sorgfältig vorbereitete Mission fand damit erfolgreich ihren Abschluss. Doch nun Genaueres zum erfolgreichen Moonbounce-Experiment.

Ankunft der Wissenschaftler aus Bonn und Siegen
Vorbereitung der Workshops

 

 

Am Sonntag, dem 5. Mai, einen Tag vor unserer Veranstaltung, trafen Frau Tegethoff vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn und Herr Hardenacke vom Fachbereich Physik der Universität Siegen wohlbehalten nach einer langen und anstrengenden Anfahrt auf dem Schulhof des Liborius-Gymnasiums ein. Sie brachten die gesamte technische Ausrüstung für unser Moonbounce-Experiment mit: den Spiegel, die Sendeanlage und natürlich die Materialien für die Workshops. Im Rahmen des Wissenschaftsjahres 2023 unter der Initiative „Moonbounce – eine Reise zum Mond und zurück“, haben das Max-Planck-Institut in Bonn und der Physikdidaktik der Universität Siegen die technisch aufwendige Sendeanlage und die didaktischen Materialien entwickelt und ausgearbeitet. Am frühen Abend wurden die Workshopräume eingerichtet und der Sender an dem vorbereiteten Standort am Sportplatz installiert.

Ein Tag später, um 7:30 Uhr am Montag, begannen die aktiv Beteiligten mit den letzten Vorbereitungen der Bühnentechnik. Der Spiegel und der Sender wurden auf dem Sportplatz aufgebaut und aufgrund des bewölkten Himmels nach terrestrischen Markierungspunkten ausgerichtet. Die Herausforderung bestand darin, den nur 0,5 Grad großen Mond am Himmel in die etwa 10 Grad breite Antennenöffnung einzustellen.

Technikteam in der Aula

Aufbau und Ausrichtung des Sendespiegels

"Der Mond ist aufgegangen..."

Pünktlich um 9 Uhr begann die Veranstaltung mit einem in diesem Jahr sehr populären szenischen Bild
„Zwei Männer in Betrachtung des Mondes“. Abweichend von Caspar David Friedrichs Motiv führten hier Frau und Herr Home einen „romantischen“ Dialog über die Erreichbarkeit des Mondes und den dort wohnenden Mann.

Kurze Zeit später erhellte der Bühnenspot die auf der Startrampe vorbereitete Saturn-V-Rakete. Die Titelmelodie aus dem Filmepos „Apollo 13“ von James Horner, begleitet von der Aufzeichnung des Original-Countdowns der Apollo-11-Mission der NASA 1969, erzeugte bei den anwesenden Gästen ein Gänsehautfeeling. Pünktlich mit der Ansage: „11, 10, 9, ignition sequence starts…“ zündeten die fünf Rocketdyne H-1-Triebwerke der ersten Stufe. An diesen „Special Effects“ hatte die AG Amateurfunk und Elektronik lange gearbeitet. Insgesamt 48 rot-orange Super-Bright-LEDs erhellten die Startrampe der Rakete. Planmäßig flackerten die Triebwerke unter Einsatz unserer Bühnen-Nebelmaschine bis zum Startkommando: „all engines running – Lift-OFF!“ Die Illusion war perfekt. So mancher wurde von unserer LEGO-Saturn-V-Rakete im Maßstab 1:100 in das historische Ereignis des Jahres 1969 zurückversetzt.

Start der Saturn V um 7:00 UTC

Video der Startsequenz

Eröffnung der Veranstaltung durch Friederike und Nils

Nachdem sich der Triebwerksrauch verzogen hatte und das Tageslicht die Zuschauerplätze wieder erreichte, eröffneten Friederike und Nils die Veranstaltung „Moonbounce“ mit der Begrüßung der Gäste. Die Liste war entsprechend lang. Besonders freuten wir uns über die Anwesenheit von Frau Tegethoff vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn und Herrn Hardenacke von der Sektion Physikdidaktik der Universität Siegen. Beide Institutionen ermöglichten uns ein solches Moonbounce-Ereignis im Rahmen des Wissenschaftsjahres überhaupt erst. Aber auch der Oberbürgermeister unserer Stadt, Herr Dr. Reck, folgte gern unserer Einladung in die Aula. Unser Schulleiter Herr Kraft, konnte leider nicht persönlich anwesend sein und richtete sich mit einer Grußbotschaft an die Gäste und Akteure unsere Veranstaltung.

So spektakulär ein Raketenstart auch ist – die Schülerinnen und Schüler der Astronomiekurse, des Leistungskurses Physik, der Gruppen des Freien Lernens und der AG Amateurfunk und Elektronik wollten die Zuschauer auf eine fachliche Reise zum Thema Mond und Moonbounce mitnehmen. In den folgenden 60 Minuten erfuhren unsere Gäste viel Wissenswertes zur Apollo-11-Mission, der zweiten kosmischen Geschwindigkeit, der Entstehung und Physik des Mondes, zum Dopplereffekt, der Signaldämpfung und vielem mehr. Dabei wurde auch der Einfluss des Mondes auf Literatur, Kunst und Musik beleuchtet und nicht zuletzt ein kritischer Blick auf Aberglauben und Werwölfe geworfen. Die Zeit bis zum Erstkontakt verging wie im Fluge.

Der Aufbau der Saturn V Rakete	Einblicke in Details der Mondoberfläche
Theorien der Entstehung des Mondes	Der Mond in Kunst, Literatur und Musik
Werwölfe und andere Mondmythen	Schwingungen, Frequenzen und Wellen
Dämpfung von Signalen beim Moonbounce	Der Dopplereffekt am Mond

Um 9:52 startete Till unter den erwartungsvollen Augen des Publikums die Kommunikation zum Spiegel auf unserem Schulhof. „DK0LG - sind wir bereit für den Start des Moonbounce-Experimentes?“ Nach dem „go“ des Sendeteams wurde der Countdown heruntergezählt. Das Publikum in der Aula zählte die Sekunden bis zum Eintreffen unseres Signals in Effelsberg. Circa 7 Sekunden mussten vergehen, bis sich im Spektrum des Radioteleskops, das zu diesem Experiment exklusiv in unsere Aula übertragen wurde, ein scharfer, sehr deutlich aufsteigender Peak ausbildete. Nach dem Verklingen des Beifalls fragten sich Friederike und Nils, warum das so lange gedauert hat. Müsste die Lichtlaufzeit nicht nur etwa 2,6 Sekunden betragen? Eine kompetente Antwort auf diese Frage erhielten wir dann noch in dieser Veranstaltung.

Unser Signal nach 800.000 km Wegstrecke

Live-Video unseres Moonbounces

Zuerst zeigte uns eine Gruppe des Physikleistungskurses, wie man die Lichtgeschwindigkeit mit einem (präparierten) Mikrowellenofen, etwas Scheiblettenkäse, einem Lineal und natürlich mit Kenntnissen in Physik auf immerhin ein Prozent genau bestimmen kann. Unsere Botschaft nach Effelsberg wurde dann in einer zweiten Startsequenz codiert in Morsecode vorbereitet und gesendet. Die sehr langsamen Morsezeichen bildeten sich sichtbar im Spektrum des Radioteleskops aus:

 ._..    ..    _…   _ _ _         ..   _ _      ._   ._..   ._..  (Libo im All).

Stehende Wellen in der Mikrowelle	Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit
Morsecode - der älteste Digitalcode	"Libo im All" - unsere Botschaft

Frau Tegethoff und Herr Hardenacke über das Projekt "Moonbounce"

Höhepunkt war der Beitrag von Frau Tegethoff, der viel Wissenswertes über die Aufgaben des MPI für Radioastronomie in Bonn und über die Moonbounce-Initiative im Rahmen des Wissenschaftsjahres übermittelte. Das Wecken der Begeisterung junger Menschen für Wissenschaft und Forschung sei das Hauptziel der Aktion. Dafür wartete das Institut in Bonn mit einem weiteren Highlight auf, eine Direktschaltung zum Kontrollzentrum des Radioteleskops in Effelsberg. In einer spannenden Videokonferenz konnten unsere Moderatoren Friederike und Nils für das Publikum interessante Fragen an den Leiter der Empfängertechnik in Effelsberg, Herrn Polch, richten. Dabei wurde auch die Dauer der Signallaufzeit geklärt. Unser extrem ausgedünntes Signal vom Mond beträgt nur den Bruchteil eines Femtowatts (0,0000000000000005 W). Um das überhaupt sichtbar zu machen, integriert man in Effelsberg die empfangenen Signale zeitlich. Der Rest der Verzögerung ist auf die Infrastruktur der Datenanalyse und Prozesse im Internet zurückzuführen.

Videokonferenz mit Effelsberg

Dankeschön an die Akteuere

Allen Beteiligten möchte ich an dieser Stelle noch einmal ein herzliches Dankeschön aussprechen. Ohne Frau Tegethoff (MPI für Radioastronomie in Bonn) und Herrn Hardenacke (Universität Siegen), die den weiten Weg nach Dessau auf sich genommen haben, wäre die Veranstaltung und das Experiment nicht möglich gewesen. Großer Dank gilt auch den Funkamateuren Dietmar (DL4HWO), Hans (DG1HVL), Alexander (DD5DX), Andreas (DG0HAB), Andreas (DL5CN) und nicht zuletzt unserem Hausmeister Herrn Körting, Frau Maack, dem Veranstaltungstechniker Herrn Roye und Constantin, sowie unserem Technikteam der Schule und allen aktiven Schülerinnen und Schülern.

Die vollbesetzte Aula

Abschlussfoto des Moonbounce - Teams

Missionskuchen und Torte sind Tradition

Unsere ehemalige Sekretärin Frau Schicht begleitete uns bisher bei jedem spektakulären Ereignis. Auch anlässlich unseres Moonbounce - Experimentes erschien sie zusammen mit ihrem Mann als Ehrengast in unserer Aula. Zur großen Freude unseres Teams überreichte sie am Ende der Veranstaltung eine liebevoll gestaltete "Moonbounce" - Torte. Auch unsere Moderatorin Friederike steuerte einen der Mondoberfläche sehr ähnlichen leckeren Kuchen bei. Der Fotograf musste sich mit diesem Schnappschuss ordentlich beeilen.

Was wird die nächste Aktion der AG Amateurfunk und Elektronik sein? Der Mensch ist ein Entdecker, er steckt sich immer neue Ziele ab. Warten wir es ab.

J. Home DK0LG – Schulstation des Liborius-Gymnasiums

Sendeexperimente über 800.000 km Entfernung

MDR Fernsehen - Moonbounce am Liborius-Gymnasium
 

RAN1 Fernsehen - Reise zum Mond und zurück