Unterrichtsmaterial

Hinsichtlich des Bildungsplans 2016 ist es höchste Zeit sich mit Möglichkeiten des Kompetenzerwerbs im Bereich der Astronomie zu befassen. Die Kompetenzorientierung bietet eine willkommene Möglichkeit, die Astronomie in den Unterrichtsgang einzubauen. Im Folgenden wird eine durchgeführte Unterrichtseinheit exemplarisch vorgestellt, bei welchem genau dies die Zielsetzung war.

Durch seine kosmische Nähe sind wir in der Lage, schon mit bloßem Auge Details der Mondoberfläche wahrzunehmen und schon beim Blick durch ein einfaches Fernrohr tut sich eine bizarre Landschaft auf. Doch seine relativ geringe Entfernung ist es uns auch möglich, den Mond mit Raumfahrzeugen zu besuchen. Beiträge zur vergangenen und zukünftigen Mondraumfahrt im aktuellen SuW-Heft vermitteln dazu interessante Einblicke. Im Kern des folgenden WIS-Beitrags steht eine Gruppentour über die Mondoberfläche mit den Augen auf einer Karte und im Fernrohrsehfeld. Die Route verläuft über Orte (Stationen) mit verschiedenen Oberflächenmerkmalen, die fächerverknüpfend erschlossen werden. Auch zwei Apollo-Landeorte sind dabei. An jeder Station hat eine andere Teilgruppe (als Spezialisten) die Aufgabe, der Klasse die ersichtliche Mondformation samt Zusammenhangsinformation auf verschiedene Art und Weise nahezubringen (Lernen durch Lehren).

Auch nach Jahren eifriger Forschung gibt der Kuipergürtel den Wissenschaftlern noch viele Rätsel auf. So stellt sich etwa die Frage: Wie viele Objekte in dieser eisigen Region am Rande des Sonnensystems lassen sich anteilig einzelnen Gruppen mit bestimmten Durchmessern zuordnen? Eine Möglichkeit, etwas darüber herauszufinden, ist die Untersuchung von Einschlagkratern auf transneptunischen Objekten (TNOs), also auf Himmelskörpern, die jenseits der Neptunbahn um die Sonne kreisen und die sich im Bereich des Kuipergürtels aufhalten. Dank der NASA-Raumsonde „New Horizons“, die am 14. Juli 2015 an Pluto und seinen fünf Monden, Charon, Hydra, Kerberos, Nix und Styx, vorbeiflog, gibt es nun erstmals hochaufgelöste Bilder des Zwergplaneten und seines größten Mondes Charon (Abb. 1), die eine eingehende Untersuchung der Oberflächenstrukturen der beiden Himmelskörper – und damit der Anzahl und Größe ihrer Einschlagkrater – erlauben. Dadurch wird auch eine statistische Betrachtung der auf Pluto und Charon vorkommenden Krater möglich. Das Ziel dieses WIS-Beitrages ist, dass die Schüler auf hochaufgelösten Bildern von Charon eine Krateranalyse durchführen und eine Kraterstatistik erstellen, um daraus wiederum die Größenverteilung der Impaktoren bzw. die Größenverteilung der Objekte im Kuipergürtel abzuleiten.

Die Beobachtung, aber auch die Interpretation von totalen Sonnenfinsternissen haben in der Geschichte wiederholt zu neuen wissenschaftlichen aber auch politischen Erkenntnissen und Entwicklungen geführt – sie bieten damit ein Paradebeispiel für den fächerübergreifenden Unterricht. Entsprechend soll in diesem Artikel der Geschichte der totalen Sonnenfinsternisse nachgegangen werden, wobei verschiedene Anknüpfungspunkte zum Einsatz des Themas in den Unterricht aufgezeigt werden.

Die als „Titius-Bode-Reihe“ (TBR) bezeichnete Zahlenfolge 4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196, 388, …. beschreibt mit unterschiedlicher Genauigkeit näherungsweise die relativen Abstände der Planeten des Sonnensystems. Die wissenschaftliche Bedeutung dieser Regel ist von Anfang an umstritten gewesen. Ist diese „Regel“ Ausdruck einer tieferliegenden Gesetzmäßigkeit oder ein reiner Zufall? Die Ergebnisse aktueller Entdeckungen von Exoplanetensystemen eröffnen neue Möglichkeiten, die Gültigkeit der rein empirisch ermittelten TBR zu überprüfen.