Der digitale Planetenweg
Planetenweg am Schulzentrum Süd in Kaiserslautern
Was ist ein Planetenweg?
Astronomisches Wissen ist grundlegend für unser heutiges Weltbild. Schüler lernen bereits in der Orientierungsstufe die Planeten des Sonnensystems und dessen Aufbau kennen, teilweise sogar bereits schon in der Grundschule. Jedoch ist es hierbei sehr schwer einen Eindruck von den realen Größenverhältnissen und den relativen Abständen im Universum und speziell im Sonnensystem zu vermitteln. Zahlen und Maßstäbe alleine sind hierzu sehr abstrakt.
Ein Planetenweg eignet sich hier sehr gut um eine realistische Vorstellung der Gegebenheiten zu erlangen.
Voraussetzung dafür ist aber ein ausreichend großes Gelände bzw. einen geeigneten Weg mit entsprechender Länge.
Für die jeweiligen Planeten werden dann an passender Stelle geeignete Modelle oder Abbildungen im gewählten Maßstab mit ergänzenden Informationen positioniert. Die entsprechenden Inhalte können aber auch anschaulich durch passende Vergleiche präsentiert werden. Hierzu dient unser digitaler Planetenweg im Internet.
Hier sind alle Fakten aufbereitet und führen den Besucher auf eine Reise durch unser Sonnensystem. Ziel ist es die extremen Entfernungen in unserem Sonnensystem und die relativen Größen der Planeten anschaulich zu erfahren.
Ein geeigneter Maßstab dafür ist: M 1 : 5 500 000 000
Mit den Angaben auf den jeweiligen Planetenseiten kann man das Sonnensystem virtuell erforschen und erleben.
Der Planetenweg am Schulzentrum Süd in Kaiserslautern
Am Schulzentrum Süd in Kaiserslautern wurde auf dem Schulgelände ein Planetenweg im Maßstab 1 : 5 500 000 000 mit passenden Stationstafeln in den entsprechenden Abständen realisiert. Das Video zeigt die entsprechenden Stationen und soll einen kleinen Eindruck von den Gegebenheiten vermitteln, der digitale Planetenweg hier im Internet ist aber auch ohne die Kenntnis der realen Umstände in Kaiserslautern gut einsetzbar, um einen Eindruck von unserem Sonnensystem zu erhalten.
Video zum Planetenweg
Telefoninterview zur Einweihung des Planetenwegs:
Veröffentlichung des Interviews mit freundlicher Genehmigung von Antenne K'lautern
Interview im Physik-Journal (Ausgabe: Dezember 2018)
Im Physik-Journal (Ausgabe Dezember 2018) ist ein Interview zum Planetenweg geführt worden:
Quelle: www.pro-physik.de/physik-journal
Der Planetenweg
Oft findet man Abbildungen unseres Sonnensystems und der Planeten wie du sie hier siehst:
Allerdings sind hier die Planeten viel zu groß zu sehen. Die Abstände und Größen der Sonne und der Planeten zueinander stimmen nicht mit der Verhältnissen im Sonnensystem überein.
Um die richtigen Größenverhältnisse abzubilden benötigt man einen Planetenwanderweg! Nur dann können die relativen Größen richtig dargestellt werden. Was bedeutet aber „relative Größen“? Das
heißt, dass bei der Verkleinerung zwei Objekte zueinander die entsprechende Größe und den Abstand entsprechend des gewählten Maßstabs beibehalten. Kurz gesagt: Was vorher doppelt so groß war, das
ist auch nachher doppelt so groß.
Für unseren Planetenweg ist ein Maßstab von M 1 : 5 500 000 000 gewählt worden. Dieser Maßstab ist gerade noch geeignet, dass alle Planeten eine erkennbare Größe haben.
Gleichzeitig bedeutet diese Verkleinerung aber, dass der Länge von 1 mm im Modell, in Wirklichkeit eine Entfernung von 5500 km entsprechen. Das ist etwa die Strecke von Lissabon nach Tscheljabinsk (östlich des Uralgebirges in Russland).
Bei einem Maßstab von 1 : 5 500 000 000 ergeben sich die folgenden Größen für die Planeten und die zugehörigen Abstände von der Sonne:
Die folgende Abbildung zeigt die Planetenbahnen unseres Sonnensystems in der Übersicht:
Die Abstände von der Sonne sind also sehr groß: Zum Beispiel ist der Mars im Modell ca. 41m von der Sonne entfernt, er hat aber nur einen Durchmesser von 1,23 mm!! Die Sonne hat dabei einen Durchmesser von ca. 25 cm.
Veranschaulichung des verwendeten Maßstabs:
Die Abstände und Größen der Planeten zueinander sollen die folgenden Vergleiche veranschaulichen. Erläuterungen zu den einzelnen Abbildungen findest du auf der jeweiligen Planetenseite.
Navigation - Planetenweg:
Der Planetenweg im Schulzentrum Süd
Im Süden der Stadt Kaiserslautern liegt eines der größten Schulzentren von Rheinland-Pfalz: Das Schulzentrum Süd. Hier finden sich beste Voraussetzungen für die Umsetzung eines Planetenwegs. Dieser besteht aus realen Stationen mit Informationstafeln (online auch auf den jew. Planetenseiten verfügbar) die sich auf dem Schulgelände befinden. An den Gegebenheiten angepasst wurde hier die Umsetzung eines Planetenweges in einem Maßstab von M 1 : 5 500 000 000 vorgenommen. Dabei befinden sich die Bahnen der inneren Planeten auf dem Schulgelände, die äußeren Planetenbahnen reichen zu großen Teilen bereits in die umgebenden Wohnviertel der Stadt.
Abb. 5: Kaiserslautern/Schulzentrum Süd - Luftbilder 1+2
Die Bahnen der acht Planeten (vgl. Abb 4) des Sonnensystems werden nun auf den Stadtplan im Süden von Kaiserslautern projiziert. Dabei erstreckt sich der Bereich bei dem gewählten Maßstab über einen großen räumlichen Teil im Süden der Stadt. Die folgenden Übersichtskarten zeigen die Bahnen der einzelnen Planeten.
Daten von OpenStreetMap - Veröffentlicht unter ODbL
Die Planeten an den Stationen des Planetenwegs lassen sich von der Sonne aus gezählt bis zum Saturn auf dem Schulgelände positionieren und sind bei dem gewählten Maßstab trotzdem in erkennbarerer Größe realisierbar. (Auf Uranus und Neptun wird an geeigneter Stelle verwiesen.)
Für die Sonne und die einzelnen Planeten sind an den Stationen Informationstafeln eingerichtet. Dort sind Auskünfte zum jeweiligen Planeten und sein Foto zu finden. Weiterhin sind zu manchen Planeten auch künstlerisch gestaltete Schülerarbeiten (Bilder) erstellt worden.
Spezielle Informationen im Internet zum Planetenweg am Schulzentrum-Süd-Kaiserslautern sind ein entscheidender Teil des Konzeptes. Mittels QR-Code können an den Stationen das jeweilige Hinweisschild der Station und zusätzlich noch weiterführende Informationen zum Planeten direkt über den "digitalen Planetenweg" abgerufen werden. Hier werden zusätzliche Abbildungen, Informationen zu den relativen Größenverhältnissen und dem hier passend gewählten Maßstab gegeben.
Zu den Angaben zum Planetenweg sind weiterhin auch die Inhalte zur Unterrichtseinheit Astronomie abrufbar. Weiterführende Querverweise zu anderen naturwissenschaftlich-technischen Themenbereichen (Optik, Mechanik, etc.) zeigen dabei Zusammenhänge und zudem Berührungspunkte zum täglichen Leben auf.
Was kommt nach Neptun?
Mit den acht Planeten ist das Sonnensystem aber noch nicht komplett. Nach der Neptunbahn schließt sich der Kuipergürtel an. Das ist ein Bereich der tausende tiefgefrorene Felsbrocken und auch Objekte mit mehr als 100 km Durchmesser enthält. Dieser Bereich erstreckt sich über einen Abstand bis ca. 50 AE (50 astronomische Einheiten). Klar abgrenzen lässt er sich nicht, da hier sehr viele Objekte erfasst werden. Die folgende Abbildung zeigt den Bereich des Kuipergürtels im Maßstab unseres Planetenwegs.
Daten von OpenStreetMap - Veröffentlicht unter ODbL
Aber auch damit ist unser Sonnensystem noch nicht komplett! Der Kuipergürtel und die inneren acht Planeten werden von der Oortschen Wolke umgeben. Dieser Bereich konnte zwar bisher noch nicht direkt beobachtet werden, allerdings wird sie seit ca. 1950 als Herkunft vieler Kometen allgemein akzeptiert. Die direkte Beobachtung ist schwer wegen des großen Abstands zu uns (d.h. dort ist auch wenig Licht von der Sonne) und der sehr kleinen Objekte. Die Oortsche Wolke umschließt die Sonne schalenförmig (Abb. 8) bis zu einem Abstand von ca. 100000 AE.Im Modellmaßstab entspricht das einem Abstand von ca. 2780 km, das zeigt Abb 9:
Der nächste Stern
Der nächste Nachbarstern zur Sonne ist α Centauri. Er ist ca. 4,3 Jichtjahre entfernt. In unserem Modellmaßstab entspricht das einer Entfernung von ca. 7500 km zu Kaiserslautern. Dort finden wir beispielsweise die Stadt Dhaka in Bangladesch. Dies verdeutlicht Abb. 9.
Der Planetenweg für das innere Sonnensystem
Für unseren Planetenweg beschränken wir uns im Weiteren auf den inneren Teil des Sonnensystems. Die Sonne und die ersten sechs Planeten sind an verschiedenen „Stationen“ auf dem Schulgelände positioniert. Hier die Ansicht von oben auf unser Schulzentrum mit den eingezeichneten Bahnen der Planeten:
(Bild anklicken um zu verglößern)
Daten von OpenStreetMap - Veröffentlicht unter ODbL
Die Orte für die einzelnen Stationen des Planetenwanderwegs:
Bilder zur Projektwoche
Besonderer Dank für die große Unterstützung im künsterlischen Bereich an Katrin Peper.
Simulationen
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Hinweis: Die Quellenangaben zu diesem Text sind am Ende dieser Internetseite zu finden.
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Hinweis: Die Quellenangaben zu diesem Text sind am Ende dieser Internetseite zu finden.
Links:
- NASA
- ESA
- Astrokramkiste.de
- Extrasolare Planeten (Exoplaneten) EU USA
- Space Telescope Science Institute
- Astronomie.de
Zeitschriften:
- Abenteuer Astronomie (ehemals Interstellarum; Zeitschrift für praktische Astronomie)
- Sky & Telescope (Astronomiezeitschrift)
- Sterne und Weltraum (Astronomiezeitschrift)
Weitere Informationen zum Thema Astronomie (auch zu Planetenwanderwegen) findest du auf der Themenseite Astronomie:
Hier geht's zum astronomischen Bild des Tages: Picture of the day
Bildquellen:
http://www.eso.org/public/images/eso0932a/ (Hintergrund - Milchstraße)
https://de.wikipedia.org/wiki/Erde#/media/File:The_Earth_seen_from_Apollo_17.jpg (Erde)
https://de.wikipedia.org/wiki/Mond#/media/File:Full_Moon_Luc_Viatour.jpg (Mond)
https://de.wikipedia.org/wiki/Jupiter_(Planet)#/media/File:Jupiter_by_Cassini-Huygens.jpg (Jupiter)
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/36/Mars_Valles_Marineris_EDIT.jpg (Mars)
https://web.archive.org/web/20100701141215/http://ser.sese.asu.edu/M10/SHADE/shade_orth16.png (Merkur)
https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA01364 (Saturn)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Uranus2.jpg (Uranus)
https://de.wikipedia.org/wiki/Neptun_(Planet)#/media/File:Neptune_Full.jpg (Neptun)
https://de.wikipedia.org/wiki/Venus_(Planet)#/media/File:Venuspioneeruv.jpg (Venus)
https://de.wikipedia.org/wiki/Protuberanz#/media/File:Earth_and_the_Sun.jpg (Sonne)
https://de.wikipedia.org/wiki/Oberon_(Mond)#/media/File:Voyager_2_picture_of_Oberon.jpg (Uranus-Mond Oberon)
https://de.wikipedia.org/wiki/Rhea_(Mond)#/media/File:Rhea_hi-res_PIA07763.jpg (Saturn-Mond - Rhea)
https://de.wikipedia.org/wiki/Triton_(Mond)#/media/File:Triton_moon_mosaic_Voyager_2_(large).jpg (Neptun-Mond Triton)
https://de.wikipedia.org/wiki/Ariel_(Mond)#/media/File:Ariel_(moon).jpg (Uranus-Mond Ariel)
https://de.wikipedia.org/wiki/Kallisto_(Mond)#/media/File:Callisto.jpg (Jupiter-Mond Kallisto)
https://de.wikipedia.org/wiki/Deimos_(Mond)#/media/File:Deimos2.jpg (Mars-Mond Deimos)
https://de.wikipedia.org/wiki/Dione_(Mond)#/media/File:Dione-PIA07746.jpg (Saturn-Mond Dione)
https://de.wikipedia.org/wiki/Europa_(Mond)#/media/File:Europa-moon.jpg (Jupiter-Mond Europa)
https://de.wikipedia.org/wiki/Ganymed_(Mond)#/media/File:Ganymede_g1_true-edit.jpg (Jupiter-Mond Ganymed)
https://de.wikipedia.org/wiki/Iapetus_(Mond)#/media/File:Iapetus_as_seen_by_the_Cassini_probe_-_20071008.jpg (Saturn-Mond Iapetus)
https://de.wikipedia.org/wiki/Io_(Mond)#/media/File:Io_highest_resolution_true_color.jpg (Jupiter-Mond Io)
https://de.wikipedia.org/wiki/Phobos_(Mond)#/media/File:Phobos_colour_2008.jpg (Mars-Mond Phobos)
https://de.wikipedia.org/wiki/Miranda_(Mond)#/media/File:PIA18185_Miranda%27s_Icy_Face.jpg (Uranus-Mond Miranda)
https://de.wikipedia.org/wiki/Proteus_(Mond)#/media/File:Proteus_(Voyager_2).jpg (Neptun-Mond Proteus)
https://de.wikipedia.org/wiki/Titania_(Mond)#/media/File:Titania.jpg (Uranus-Mond Titania)
https://de.wikipedia.org/wiki/Titan_(Mond)#/media/File:Two_Halves_of_Titan.png (Saturnmond Titan)
https://de.wikipedia.org/wiki/Umbriel#/media/File:Umbriel_(moon).jpg (Uranus-Mond Umbriel)
https://de.wikipedia.org/wiki/Oberon_(Mond)#/media/File:Voyager_2_picture_of_Oberon.jpg (Uranus-Mond Umbriel)
Bildlizenzen:
Abb. 3: Europa 1 von Dr. Andreas
Rueff ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0
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Abb. 10: Oortsche Wolke 2 von
Dr.
Andreas Rueff ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0
International Lizenz.
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Dieses Projekt wurde durch den Regionalverband Hessen-Mittelrhein-Saar in der Deutschen Physikalischen Gesellschaft finanziert.