Stratosphärenmission: 38 km Höhe erreicht. Ozonschicht nachgewiesen, weitere Ergebnisse

Am 11.07.23 fand der erste Stratosphärenflug des Schlossgymnasiums statt. In Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt transportierte ein heliumgefüllter Ballon eine Messsonde in die Stratosphäre. Der Ballon platzte in 38 km Höhe und die Sonde fiel von einem Fallschirm gebremst wieder auf die Erde. Per GPS konnte sie gefunden und geborgen werden. Alle Geräte waren intakt und haben Messwerte aufgezeichnet. Mittlerweile liegen die ersten Messergebnisse vor.

Die Sonde erreichte auf ihrem fünfeinhalbstündigen Flug eine maximale Höhe von 38 km. Sie legte dabei eine Strecke von 349 km zurück, die sie zunächst östlich über das Frankfurter Stadtgebiet bis in den bayerischen Landkreis Bad Kissingen führte, dann wieder westlich bis in die Eifel und schließlich noch nördlich nach Koblenz, wo sie dann landete. Dabei wurde zweimal der Rhein überflogen, viermal der Main und zweimal die Mosel. Die durchschnittliche Geschwindigkeit des Ballons über Grund war mit 62 km/h eher gemächlich. Dafür wurde im freien Fall in der dünnen Luft der Stratosphäre nach dem Platzen des Ballons eine maximale Sinkgeschwindigkeit von 238 km/h erreicht. Ballon und Sonde mussten Temperaturen von 36 °C beim Start in Mainz bis -50 °C in der oberen Troposphäre aushalten.

Bei der Mission wurde die Temperatur in der Atmosphäre gemessen. Es gelang nachzuweisen, dass sie zunächst in der Troposphäre bis auf ca. -50 °C sinkt, um dann in der Stratosphäre wieder bis auf ca. 0 °C anzusteigen. Grund dafür ist die Ozonschichte, die sich in dieser Höhe befindet. Die Ozonmoleküle sind schwingende Dipole, die Wärmestrahlung aussenden. Durch eine chemische Reaktion, nämlich den Farbwechsel eines mit Kaliumiodid-Stärkelösung getränkten Filterpapiers, konnte das Ozon direkt nachgewiesen werden. Weitere Messungen wurden zum Luftdruck durchgeführt. Dabei konnte die Gültigkeit der internationalen Höhenformel für den Bereich der Troposphäre gezeigt werden. Schließlich zeigen unsere Messwerte auch, dass die Luftfeuchtigkeit in der Stratosphäre 0 % beträgt. Dies liegt daran, dass alles Wasser spätestens am Rand der kalten Troposphäre kondensiert. Dies bedeutet, dass sich oberhalb der Troposphäre keine Wolken mehr befinden und der gesamte Wasserkreislauf der Erde in der untersten Schicht der Atmosphäre, der Troposphäre stattfindet.

Das Stratosphärenteam ist sehr glücklich, dass die Mission so erfolgreich war. Die Daten werden nun für einen öffentlichen Vortrag und für eine ausführliche Präsentation auf der Homepage aufbereitet.