LEHRPFAD CLAUDE NICOLLIER

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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
AE
Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km
1
Jupiter
Saturn
Uranus
Mars
ERDE
Venus
20 AE
10 AE
Pluto
30 AE
40 AE
1km
2 km
3 km
4 km
5 km
Blonay
5.6 km
Merkur
Les Pléiades
Sonne
Neptun
0 km
Im gleichen Massstab : 1 m ~
= 1 Million Kilometer
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.
1’000 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:
http://www.unige.ch/sciences/astro
http://www.esa.int/
AE
Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km
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Jupiter
Saturn
Uranus
Mars
20 AE
10 AE
Pluto
30 AE
40 AE
0 km
1km
2 km
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3 km
4 km
5 km
Blonay
5.6 km
Merkur
Les Pléiades
Sonne
ERDE
Venus
Neptun
Sie befinden sich hier
Im gleichen Massstab : 1 m ~
= 1 Million Kilometer
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):
http://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_orbitale
AE
Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km
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Jupiter
Saturn
Uranus
Mars
20 AE
10 AE
Pluto
30 AE
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Blonay
5.6 km
Merkur
Les Pléiades
Sonne
ERDE
Venus
Neptun
Sie befinden sich hier
Im gleichen Massstab : 1 m ~
= 1 Million Kilometer
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.
AE
Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km
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Jupiter
Saturn
Uranus
Mars
20 AE
10 AE
Pluto
30 AE
40 AE
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3 km
4 km
5 km
Blonay
5.6 km
Merkur
Les Pléiades
Sonne
ERDE
Venus
Neptun
Sie befinden sich hier
Im gleichen Massstab : 1 m ~
= 1 Million Kilometer
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 40 km aufsteigen.
B) Die meisten bemannten Raumflüge erfolgen zwischen
400 und 600 km 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 : http://www.esa.org
AE
Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km
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Jupiter
Saturn
Uranus
Mars
20 AE
10 AE
Pluto
30 AE
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1km
2 km
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3 km
4 km
5 km
Blonay
5.6 km
Merkur
Les Pléiades
Sonne
ERDE
Venus
Neptun
Sie befinden sich hier
Im gleichen Massstab : 1 m ~
= 1 Million Kilometer
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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 : http://www.space.gc.ca/asc/fr/sciences/canada_
0411.asp
AE
Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km
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Jupiter
Saturn
Uranus
Mars
20 AE
10 AE
Pluto
30 AE
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0 km
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Blonay
5.6 km
Merkur
Les Pléiades
Sonne
ERDE
Venus
Neptun
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Im gleichen Massstab : 1 m ~
= 1 Million Kilometer
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.
AE
Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km
1
Jupiter
Saturn
Uranus
Mars
20 AE
10 AE
Pluto
30 AE
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5 km
Blonay
5.6 km
Merkur
Les Pléiades
Sonne
ERDE
Venus
Neptun
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Im gleichen Massstab : 1 m ~
= 1 Million Kilometer
8
Frage
8
Welche der beiden Kerzen A oder B brennt an
Bord eines Satelliten ?
Antwort auf dem Pfosten Nr.
9
7
Antwort
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.
AE
Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km
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Jupiter
Saturn
ERDE
Venus
Pluto
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10 AE
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Merkur
Les Pléiades
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Uranus
Mars
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Im gleichen Massstab : 1 m ~
= 1 Million Kilometer
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.
AE
Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km
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Jupiter
Saturn
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Venus
Pluto
20 AE
10 AE
30 AE
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Blonay
5.6 km
Merkur
Les Pléiades
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Uranus
Mars
Sie befinden sich hier
Im gleichen Massstab : 1 m ~
= 1 Million Kilometer
10
Frage
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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 !
AE
Distanz Erde > Sonne = 1 AE = astronomische Einheit = 150 Mio km
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Jupiter
Saturn
Uranus
Mars
20 AE
10 AE
Pluto
30 AE
40 AE
0 km
1km
2 km
3 km
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Blonay
5.6 km
Merkur
Les Pléiades
Sonne
ERDE
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