K e p l e r – G e s e l l s c h a f t e. V. W e i l d e r S t a d t

PUSH – Projekt Baden – Württemberg

„Johannes-Kepler-Sternwarte – Praktische Astronomie und Astrophysik

für Schüler und Erwachsene“

Projektbericht

für

Projektphase 01.01. – 30.06.2003

Inhaltsübersicht

1. Einführung (Manfred Fischer)

2. Praktikum für Schüler der Astronomie-AG (Ernst Kühn, Hildrun Bäzner-Zehender)

3. Astronomische Lehrveranstaltungen und Beobachtungen mit Schülern

(Hildrun Bäzner-Zehender)

4. Mondbeobachtungen (André Nikolai)

5. Planetenbeobachtungen (André Nikolai)

5.1 Jupiter-Opposition

5.2 Saturn

5.3 Mars

6. Sternbeobachtungen mit der Öffentlichkeit (André Nikolai)

7. Vortragsveranstaltungen für die Öffentlichkeit (Manfred Fischer)

8. Zusammenfassung und Ausblick (Manfred Fischer)

Vorsitzender: Prof. Dr. Manfred Fischer, Schillerstraße 25, 71263 Weil der Stadt

Telefon (07033) 7318, Fax (07033) 690 614, e-mail: m.i.fischer@t-online.de

Geschäftsstelle: 71263 Weil der Stadt, Rathaus, Postfach 1120, Telefon (07033) 521 131

Bankkonto: Vereinigte Volksbank AG, Weil der Stadt, Kto. Nr. 41 276 000, BLZ 603 900 00

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1. Einführung

Im Rahmen und gefördert von „PUSH Baden-Württemberg, Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft“ führt die Kepler-Gesellschafte.V., Sitz Weil der Stadt, das PUSH-Projekt

„Johannes-Kepler-Sternwarte (JKS) – Praktische Astronomie und Astrophysik für Schüler und Erwachsene“

durch.

Das Projekt hat eine beantragte Laufzeit von einem Jahr. Projektbeginn war der 01. Januar 2003.

Die Projekt – Ziele und – Aufgaben konzentrieren sich auf die Aus- und Weiterbildung sowie auf das aktive Mitwirken von Schülern, Jugendlichen und Erwachsenen auf einem faszinierenden, wichtigen und zukunftsträchtigen Gebiet der Naturwissenschaft und Technik. Im Mittelpunkt steht die praktische und lebensnahe Vermittlung von Wissenschaft und modernster Technik.

Zur Sicherstellung einer qualifizierten Projektarbeit hat die Kepler-Gesellschaft eine Arbeitsgruppe von erfahrenen Amateurastronomen und PhysiklehrerInnen eingerichtet, die sämtliche Projektaufgaben ehrenamtlich durchführt. Es handelt sich bei den Personalkosten daher – wie im Projektantrag dargelegt – um eingesparte Personalkosten.

Im Berichtszeitraum konzentrierten sich die Projektarbeiten aus aktuellen astronomischen Anlässen auf die

- Konstruktion und Darstellung der Marsbahn und der Marsschleifen mit Hilfe der

Computersimulation,

- Mars-, Jupiter- und Saturn-Beobachtungen mit dem Teleskop,

- Verfolgung des Merkur-Transits an verschiedenen Teleskopen,

- Mondbeobachtungen während der Mondfinsternis,

- Sonnenbeobachtungen einschließlich der partiellen Sonnenfinstenis und

- dieVorbereitung eines astronomisch geprägten Kinderferienprogramms.

Außerdem wurden Sternbeobachtungen und astronomische Vortragsveranstaltungen für die Öffentlichkeit durchgeführt.

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2. Praktikum für Schüler der Astronomie-AG

Die Kepler-Gesellschaft e.V. hat das Kepler-Museum im Geburtshaus Keplers in den Jahren 1998/99 erweitert, nach neuesten museums-didaktischen Prinzipien modernisiert und am 11. August 1999, dem Tag der totalen Sonnenfinsternis, feierlich wieder eröffnet. Nach diesem Projekt hat die Gesellschaft mit dem Bau und Betrieb der Johannes-Kepler-Sternwarte (JKS) in Weil der Stadt ein weiteres großes Kepler-Projekt realisiert. Beides, das Museum und die neue Sternwarte auf dem Dach des Johannes-Kepler-Gymnasiums, wenden sich in besonderem Maße an die junge Generation mit dem Ziel, das Interesse an dem großen Astronomen und Mathematiker und an der Astronomie/Astrophysik zu wecken und zu vertiefen.

Die Astronomie-AG des Kepler-Gymnasiums hat sich dabei die Aufgabe gestellt, Keplers Planetengesetze aus seinem grundlegenden Werk Astronomia Nova (1609) heraus kennenzulernen und - so weit wie möglich - Keplers schwierigen Entdeckungsweg nachzuvollziehen. Konkret: Die Planfigur Keplers aus der Astronomia Nova, siehe Bild 2.1, im Detail zu verstehen.

Dazu bedarf es erheblicher Vorarbeit mit den Schülern. Die kepler‘schen Gesetze erfreuen sich heute zwar einer weltweiten Verbreitung. Viele können sie in korrektem Wortlaut zitieren, aber sie mit eigenen Worten zu interpretieren fällt Vielen bereits schwer. Ganz schwierig wird es für Schüler, wenn es darum geht, die Dinge quantitativ, d.h. mathematisch zu fassen. Dies ist aber unerläßlich, wenn man den subtilen Details, in denen das eigentlich Interessante steckt, in korrekter Weise nachspüren möchte. Es ist daher eine Herausforderung an Erwachsene, Schülern und Jugendlichen hierbei Hilfestellung zu geben.

Dazu müssen die Fähigkeiten der Schüler im Umgang mit Computern (PC) aktiviert und zunächst gemeinsam die notwendigen Grundlagen erarbeitet werden.

Als ein sehr brauchbares Bindeglied erwies sich dabei die moderne computer-formalisierte Mathematik. Mit dem Computerprogramm MAPLE konnten sehr brauchbare Zugänge erarbeitet werden, so daß die Schüler der Astronomie-AG frühzeitig etwas Konkretes entwickeln konnten, auch wenn das eigentliche physikalische Verständnis noch bevorstand.

Der bisherige Ablauf des Praktikums läßt sich wie folgt zusammenfassen:

a. Eine von der NASA in Umlauf gebrachte Aufgabe:
Gegeben sind 48 Koordinatenpaare {x, y} des Mondsatelliten Explorer 35 (1967), jeweils in ¼ Stunde Abstand. Die Bahn soll gezeichnet und interpretiert werden.

Anhand dieser Aufgabe lassen sich bereits die ersten Schritte in MAPLE sehr schön

vermitteln. Den Gestaltungsideen der AG wurde freier Lauf gelassen und die

Hilfestellungen des MAPLE-Programms genutzt. Ein Zwischenergebnis zeigt Bild 2.2.

b. Für die Darstellung von Planeten-Bahnen und -Bewegungen ist der Umgang mit Winkeln und Abständen (Polarkoordinaten) unerläßlich. Wie bereits für Kepler gehören die trigonometrischen Funktionen (sin, cos, tan) ganz natürlich dazu. Die AG hat sich darin geübt durch „Peilungen“ an einem Landkartenausschnitt mit dem Kepler-Museum (der Arbeitsplatz der AG) im Zentrum.

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c. Die Formulierung des zweiten und ersten Kepler‘schen Gesetzes mittels des Kepler‘schen Mittelpunktswinkels („anomalia ex centro“, <mna in Bild 2.1) wurde in MAPLE-Notierung gebracht und mit Hilfe von MAPLE wurden Bilder gezeichnet.
Keplers Zeit-Winkel „anomalia media“ lernte die AG kennen und bewundern. Die mit seiner Hilfe definierte „Kepler‘sche Gleichung“ wurden numerisch umgekehrt. Dies alles versetzt die Astronomie-AG nun in die Lage, komplette Kepler-Planeten-Bewegungen zeitproportional am Bildschirm ablaufen zu lassen.

d. Die im August 2003 bevorstehende Mars-Opposition (mit geringster Annäherung seit Jahrtausenden) gibt Gelegenheit für eine doppelte Anwendung des Gelernten. Die mit der Opposition verbundene, von der Erde aus sichtbare (geozentrische) Schleifenbildung,

(Bild 2.3) erklärt sich aus dem Zusammenspiel der beiden heliozentrischen

Ellipsenbahnen von Mars und Erde (Bild 2.4, Bild 2.5). Da zeitproportional programmiert

wurde, können alle Details schrittweise nachvollzogen werden, einschließlich der

Änderungen in der scheinbaren Größe des Marskörpers. Den automatischen Ablauf am

Bildschirm zu beobachten ist faszinierend und motivierend für alle.

Als weitere Themen sind angedacht:

- In den Himmelsausschnitt um die Ekliptik herum (Bilder 2.3 bis 2.5) einige dominante

Fixsterne winkelrichtig eintragen, um mit den Sternkatalogen vertraut zu werden.

- Doppelsternsysteme mit einstellbaren Massenverhältnissen in MAPLE mit zeitrichtigen Abläufen.

- Die in Keplers Figur (Bild 2.1) enthaltenen Vorstufen der späteren Kepler-Bewegung

identifizieren, mit MAPLE zeitrichtig zum Laufen bringen, und die Schwierigkeiten

erfahren, mit denen Kepler zu kämpfen hatte.

- Die Auseinandersetzung mit Keplers - überholten, aber interessanten – Überlegungen, daß „magnetische Antriebskräfte“ auf die Planeten einwirken und Analyse mit MAPLE.

Es ist geplant, daß Ergebnisse der Praktikums-Arbeit der Schüler in der Astronomie-AG Eingang finden in die Computer-Simulationen im Kepler-Museum, die zum vertieften Verständnis der Besucher dort gezeigt werden.

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Bild 2.1:

Originalfigur aus Keplers Werk „Astronomia Nova“ (1609).

Anhand dieser Figur und mit (mühsamer aber lohnender) Arbeit an Keplers Text, läßt sich der mühsame Weg nachvollziehen, auf dem Kepler von der anfänglichen Kreisbahn (volle Linie, laufender Punkt k) zur Ellipsenbahn (gestrichelte Linie, laufender Punkt m) gelangt ist. Der Punkt n markiert den Sonnenort.

(Erstes Keplersches Planetengesetz).

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Bild 2.2:

Auch ein Mondsatellit (hier Explorer 35 (1967)) bewegt sich auf einer Kepler-Ellipse.

Bild erstellt aus vorgegebenen Bahnpunkten:

Rote Punkte: Ort des Satelliten. Gelb: Mondkörper (maßstäblich).

(Erstes und zweites Kepler’sches Planetengesetz)

Mit MAPLE läuft die Bewegung zeitproportional ab (roter Radiusvektor).

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Bild 2.3:

Scheinbare Bewegung der Sonne (gelb) entlang der Ekliptik cyan) und des Mars (rot) um die Ekliptik herum.

Schematisch, auf die Bildschirmebene projiziert.

Mit MAPLE läuft die Bewegung zeitproportional ab.

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Bild 2.4:

Heliozentrische Bewegung des Mars (rot) und der Erde (blau).

Blickrichtung (cyan) von der bewegten Erde über den Mars zum Fixsternhimmel (hellblau) eingezeichnet. Schematisch angedeutet: Wegen der (geringen) Neigung der Marsbahnebene gegenüber der Erdbahnebene erscheint der Mars teils „unterhalb", teils "oberhalb" der Ekliptik (cyan).

Mit MAPLE läuft die Bewegung zeitproportional ab.

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Bild 2.5:

Geozentrische Bewegung des Mars.

Dazu (schematisch) die scheinbaren Bewegungen um die Ekliptik herum; Erklärung für Bild 2.3!

Mit MAPLE läuft die Bewegung zeitproportional ab.

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3. Astronomische Lehrveranstaltungen und Beobachtungen mit Schülern

3.1. Tag der Astronomie am Johannes-Kepler-Gymnasium am 7. Mai 2003

Aus Anlaß des Merkurtransits am 7. Mai 2003 fand am Johannes-Kepler-Gymnasium Weil der Stadt in Zusammenarbeit mit den Amateurastronomen der Johannes-Kepler-Sternwarte (JKS) ein Tag der Astronomie statt.

Das Ziel dieser Veranstaltung war es, möglichst vielen Schülerinnen und Schülern sowie Interessierten aus der Bevölkerung den selten beobachtbaren Transit des Merkur vor der Sonnenscheibe zu zeigen und zu erklären, was dabei vor sich geht. Außerdem wurde eine Vorschau auf die am 16. Mai 2003 stattfindende Mondfinsternis und die am 30. Mai 2003 folgende partielle Sonnenfinsternis gegeben.

Die Teilnehmer der Arbeitsgemeinschaft Astronomie des Gymnasiums bereiteten dafür Wandzeitungen vor, auf denen die wichtigsten Informationen zum Merkurtransit sowie der Sonnen- und Mondfinsternis mit Bild und Text dargestellt waren. Sie bauten die Ausstellung vor den Physiksälen auf und betreuten sie zusammen mit den Amateurastronomen der JKS.

Die Schülerinnen und Schüler des Grundkurses Astronomie stellten in Gruppenarbeit eine Präsentation auf dem Computer zu den gleichen Themen zusammen.

Die Amateurastronomen der JKS richteten die Teleskope der Sternwarte auf die Sonne, um das seltene Ereignis zum einen mit Hilfe einer Video-CCD-Kamera in den Physiksaal zu übertragen, zum anderen um es mit einer Philips-Webcam aufzunehmen. Außerdem standen kleinere Fernrohre für die Beobachtung des Merkurtransits zur Verfügung, so daß jeder mit eigenen Augen verfolgen konnte, wie die kleine Scheibe des Merkur vor der Sonne vorbeizog.

Während des Vormittags des 7. Mai konnten nun Klassen die Ausstellung und die Sternwarte besuchen. Im Physiksaal konnte am Bildschirm das Ereignis verfolgt werden, wie es oben auf der Sternwarte aufgenommen wurde. Für den Fall schlechten Wetters vor Ort, lief außerdem eine Live-Übertragung des Merkurtransits aus dem Internet.

Die Schülerinnen und Schüler, die am 7. Mai die Veranstaltung besuchten, bekamen einen Fragebogen in die Hand, womit sie auf die wichtigsten Fakten aufmerksam gemacht wurden. Der Fragebogen stellte eine wichtige Orientierungshilfe dar. Die Fragen stammten zum großen Teil von den Mitgliedern der Arbeitsgemeinschaft Astronomie des Gymnasiums.

Da zu Beginn des Transits Wolken die Sonne verdeckten, war es sehr hilfreich, daß wenigstens Live-Bilder aus dem Internet betrachtet werden konnten. Später verzogen sich die Wolken auch vor Ort, so daß die eigene Video-Übertragung in den Physiksaal und eigene Beobachtung durch die JKS-Teleskope möglich waren. Besonders spannend war der Austritt des Merkur aus der Sonnenscheibe.

Insgesamt besuchten über 300 Schülerinnen und Schüler die Veranstaltung und beantworteten eifrig die im Fragebogen gestellten Fragen. Das Interesse der Besucher war groß. So kamen engagierte Diskussionen über das Gebotene in Gang und viele Zusatzfragen wurden gestellt.

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Merkur vor der Sonnenscheibe:

Merkur kurz vor dem Austrittskontakt

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3.2 Sonnenbeobachtung mit Schülerinnen und Schülern

Seit Februar 2003 finden regelmäßig bei gutem Wetter dienstags von 12.50 bis 13.30 Uhr Sonnenbeobachtungen auf der JKS statt. Teilnehmen können Schülerinnen und Schüler der Arbeitsgemeinschaft Astronomie und des Grundkurses Astronomie des Gymnasiums. Manchmal schauen auch andere Schüler vorbei.

Dabei geht es zum einen darum, wie man sicher und gefahrlos die Sonne beobachten kann, zum anderen um die Einübung des Umgangs mit den Geräten der Sternwarte und drittens um Beobachtungen.

Es werden die Sonnenfleckenrelativzahl bestimmt und die Flecken klassifiziert. Die Sonne mit ihren Flecken wird gezeichnet.

Seit der Protuberanzenansatz zur Verfügung steht, kommt die Beobachtung von Protuberanzen dazu. Auch diese werden zeichnerisch festgehalten.

Sonnenflecken

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Protuberanzen

3.3 Partielle Sonnenfinsternis am 31. Mai 2003

In den frühen Morgenstunden des 31. Mai ereignete sich die erste Sonnenfinsternis des Jahres 2003. Von Grönland über Island bis an die Küste Schottlands war bei sehr tiefem Sonnenstand eine ringförmige Sonnenfinsternis zu beobachten.

Der Mond befand sich zu diesem Zeitpunkt in der erdfernsten Teilen seiner Bahn, weshalb es nicht zu einer totalen Sonnenfinsternis mit einer vollständigen Bedeckung der Sonnenscheibe kommen konnte. Abgesehen von der Iberischen Halbinsel war diese Sonnenfinsternis im übrigen Europa als partielle Sonnenfinsternis zu beobachten.

In Deutschland wurde das Maximum der Verfinsterung in der Zeit um etwa 5:30 erreicht. Die Finsternis endete eine Stunde später.

Auf der JKS warteten in der frühen Morgenstunde Schüler und Erwachsene, um den Aufgang der teilweise verfinsterten Sonne mit mehreren Teleskopen zu beobachten und zu fotografieren. Allerdings war dies wegen Bewölkung nur kurzzeitig möglich.

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4. Mondbeobachtungen

Der Mond ist immer wieder ein faszinierendes Beobachtungsobjekt, kann doch auch der ungeübte Anfänger schon Einzelheiten im Fernrohr erkennen. Daher ist der Mond für Schülergruppen ebenso interessant, wie für Besuchergruppen. In der Forschung wird der Mond zwar als weitgehend bekannt verstanden, doch der Beobachter wird den Mond nie exakt in dem selben Licht sehen wie zuvor. Der Einfallswinkel des Sonnenlichtes variiert immer wieder etwas, so daß sich mit der Zeit auch immer wieder neue Perspektiven ergeben, die auch Aufschlüsse über die Mondformationen geben. Ob bei älteren, kraterübersäeten Flächen oder bei jüngeren, mit Lava gefüllten großen Becken, die auch als "Meere" bezeichnet werden.

Trotz moderner Raumfahrttechnik ist der Mond immer noch nicht vollständig kartografiert. Erst mit der Sonde Clementine Ende der 90er Jahre wurde ein erst Ansatz dahingehend wahrgenommen. So bleibt der Mond weiterhin im Blickpunkt der Amateurastronomen, die als einzige den Mond regelmäßig beobachten.

Zu didaktisch sinnvollen Aufgaben für Schüler gehört z.B. die Erfassung der Libration des Mondes wie auch Höhenmessung von Kraterwällen auf dem Mond. Dies geschieht mit Hilfe des Sonnenlichtes und den daraus resultierenden Schattenwurf. In der Zeit moderner EDV kann man dies recht präzise am Bildschirm vornehmen, daher ist die Bildgewinnung auch in der Amateurastronomie immer wichtiger geworden.

Bild: Mondmosaik aufgenommen mit

dem 7 Zoll Refraktor der JKS

Zur leichteren Orientierung für Interessenten wie auch für öffentliche Mondführungen ist es auch ein ehrgeiziges Ziel der JKS, einen Mondatlas mit Hilfe von CCD-Aufnahmen zu erstellen. Diese Projekt wird jedoch mehrere Jahre dauern, da der Mond in allen Phasen optimal abgebildet werden muß. Ungünstige Wetterbedingungen können unter Umständen dafür sorgen, das eine bestimmte Phasenstellung erst einige Jahre später wieder optimal aufgenommen werden kann.

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5. Planetenbeobachtungen

Planetenbeobachtungen bilden einen weiteren Schwerpunkt in den wissenschaftlichen Arbeiten der JKS. Planeten gehören zu den Himmelskörpern, an denen am ehesten eine Veränderung wahrnehmbar ist. Die professionelle Astronomie hat seit ca. 70 Jahren ihren Fokus eher auf die Kosmologie und deren Aspekte gerichtet. So ist es eine wichtige Aufgabe der Amateurastronomen, die Planeten regelmäßig zu beobachten und zu überwachen. Die Ergebnisse werden von den Profiastronomen und Instituten, die sich, wenn auch nur im begrenzten Umfange, mit Planeten beschäftigen gerne angenommen. Es hat sich besonders bei den Planten Jupiter und Saturn eine gute Zusammenarbeit weltweit etabliert, wo Amateure wertvolle Zuarbeit zu den Profis leisten. Die Beobachtungen setzen viel Erfahrung voraus und kosten eine Menge an freiwilliger Arbeitszeit, besonders die darauffolgende Bildverarbeitung und Auswertung.

5.1 Jupiter-Opposition

Jupiter ist der größte Planet in unseren Sonnensystem und ein Gasriese. Er wird von Amateuren seit gut 140 Jahren verfolgt. In vielen Archiven gibt es über die Beobachtungsergebnisse Aufzeichnungen, die statistisch ausgewertet werden. Eine immer noch ungeklärte Fragestellung ist die Beschaffenheit der Atmosphäre Jupiters. Nur Langzeitanalysen können das Verständnis über die Bewegungsdynamik der Bändersysteme und die darin enthaltenen Flecken vertiefen. Mittels moderner Technik kann dies heute effektiver als noch vor wenigen Jahren erreicht werden. Mit elektronischen Kameras werden Bilder von dem Planeten gewonnen und am PC ausgemessen. Anhand der daraus gewonnenen

Werte kann eine Statistik wie auch eine grafische Darstellung der Bewegungsdynamik einzelner Objekte innerhalb der Jupiteratmosphäre gewonnen werden. Dieses Projekt wird weltweit unter der Bezeichnung JUPOS (Jupiter Positions-Datenbank, www.jupos.de) betrieben, an dem sich auch die JKS beteiligt. Anhand dieser Daten werden auch Missionen von Raumsonden gesteuert, auch die Galileo-Mission profitierte von den Daten und konnte seine Kameras so präziser ausrichten.

Darüber hinaus werden Zeitereignisse der Jupitermonde erfaßt (Bedeckungen) um die Bahnparameter der Jupitermonde weiter zu präzisieren. Auch diese Daten werden an professionelle Institutionen weitergegeben.

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Bild:

Jupiter kam am 2. Februar 2003 in Oppositionsstellung zur Sonne, seit dem wird er zunehmend auch in den Abendstunden ein gut beobachtbarer Planet, der sich derzeit im Sternbild Krebs aufhält. Jupiter ist wie Saturn ein Riesen-Gasplanet mit 12fachen Durchmesser der Erde. Er wird von mitlerweile über 40 entdeckten Monden begleitet, die größtenteils als abgedriftete "Felsbrocken" aus dem Asteroidengürtel eingefangen wurden. Mit unseren Mitteln sind jedoch nur die großen, klassischen vier Galiläischen Monde zu sehen, die alle etwa die Größe unseres Erdmondes haben. Einen davon, den äußersten Mond Kallisto, sehen wir auf dem Bild gerade hinter dem Jupiter verschwinden. Die Monde haben im Vergleich zum Erdmond eine sehr kurze Umlaufzeit von wenigen Tagen, ebenso Jupiter, dessen "Tag" nur knapp 10 Stunden dauert. Daher auch die streifige Formation seiner Wolkenoberfläche. Die Farben kommen von Methan-Anteilen in der Jupiter-Atmosphäre, während Jupiter selbst hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Aufgrund seiner hohen Masse wird der Wasserstoff in der innersten Kernregion Jupiters zu einem metallischen Kern verdichtet, weshalb Jupiter auch sehr starke Magnetfelder hat, die mit terrestrischen Radioteleskopen leicht nachzuweisen sind.

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Bild:

Jupiter am 24.März 2003. Durch unruhige Luft sind diese Aufnahmen deutlich weniger scharf. Klicken Sie auf das Bild, um es in voller Größe zu sehen. Bemerkenswert sind aber die blauen "Girlanden" in der Äquatorregion des Planeten. Diese werden durch Antizyklone gebildet.

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5.2 Saturn

Saturn ist nach Jupiter der zweitgrößte Gasplanet in unserem Sonnensystem und dem Jupiter sehr ähnlich. Zudem hat er das größte und ausgeprägteste Ringsystem, welches als einziges von der Erde aus direkt sichtbar ist. Auf dem Saturn gibt es weniger Einzelheiten zu beobachen, doch auch hier interessieren auftauchende Flecken, Verfärbungen und die Bändersysteme. Die Beobachtungen und Auswertungen erfolgen analog zum Jupiter.

Bild:

Saturn am 11. Dezember 2002 um 21:15 Weltzeit. Das Bild ist ein Summenbild aus 5 Einzelbildern, aufgenommen mit einer Philips-Webcam 740k (2UCamPro) am Starfire-Refraktor der JKS.

Saturn war am 17. Dezember 2002 in Oppositionsstellung zur Sonne und konnte die ganze Nacht über beobachtet werden. Ab Ende Januar war er auch in den Abendstunden gut zu beobachten. Saturn hat derzeit seine größtmögliche Ringöffnung zur Erde mit 26,5°. Außerdem hat der zweitgrößte Riesenplanet unseres Sonnensystems die höchste Stellung am Tierkreis, zwischen den Sternbildern Stier und Zwillingen, von der Nordhalbkugel aus gesehen erreicht. Damit steht der Saturn auch sehr hoch am Himmel, was die Beobachtung erleichtert, da störende Einflüsse unserer Erdatmosphäre hier weniger zum Tragen kommen.

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5.3 Mars

Mars ist der wohl interessanteste Planet in der Öffentlichkeit, da er als erdähnlichster Planet gilt und daher auch schon viele Fragen nach extraterrestrischen Leben geweckt hat. Obwohl mehr Raumsonden zum Mars unterwegs waren und sind, als zu je einem anderen Planeten, überwachen auch hier Amateure ständig mögliche Veränderungen auf dem Mars. Dazu gehören Wolken, Sublimationsprozesse der Polkappen, Veränderungen der Albedostrukturen und mögliche Staubstürme, deren Hergang und Entwicklung besonders interessieren. Auch hier sind die Betreiber von Raumsondenmissionen für Informationen über mögliche Veränderungen auf dem Mars dankbar. Im Rahmen internationaler Projekte findet eine Zusammenarbeit statt. Dazu gehören auch Parallelbeobachtungen mit dem Hubble-Space-Teleskop.

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Bild (Mars20030802):

Mars, aufgenommen am 2. August 2003. Mittlerweile erreicht der Planet annähernd seine maximale scheinbare Größe. Neben verschiedenen Staubregionen unterschiedlicher Helligkeit ist auch die südliche Polkappe zu sehen, die einige Lücken in Form kleiner dunkler Stellen aufweist. Am nördlichen Rand (unten) ist atmosphärischer Dunst zu sehen, der eine bläulich-violette Färbung hat. Am 287. August dieses Jahres wird Mars in Opposition zur Sonne stehen und seinen größten scheinbaren Durchmesser wie auch seine größte Nähe zur Erde seit über 2000 Jahren erreichen. Es trennen uns dann „nur“ noch knapp 56 Millionen Kilometer von unserem äußeren Nachbarplaneten. Das Besondere an der diesjährigen Oppositionsstellung ist daher, daß der Mars dann eine enorme Helligkeit besitzt und deutlich größer erscheint, als in sonstigen Oppositionen. Daher veranstaltet die Kepler-Gesellschaft am 23. August 2003 – im Rahmen eines bundesweiten Tages der Astronomie – einen Tag der offenen Tür der JKS. Dabei wird auch auf Ergebnisse des PUSH-Projekts hingewiesen.

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6. Sternbeobachtungen mit der Öffentlichkeit

Das dritte Standbein der JKS und des PUSH-Projekts sind öffentliche Führungen für das interessierte Publikum. Es ist von allgemeinem Interesse, der interessierten Bevölkerung die Vorgänge des Kosmos näherzubringen und sich daraus ergebende Fragen nach dem Stand der Wissenschaft verständlich aufbereitet zu beantworten und zur Vertiefung der Kenntnisse über die Zusammenhänge im Universum beizutragen.

Auf der JKS hat das Publikum die Möglichkeit, mit eigenen Augen detailliertere Blicke in das Weltall tun zu können. Die Abendführungen werde so gestaltet, das der Besucher auf eine Reise mitgenommen wird, ausgehend vom Erdmond (sofern sichtbar) über die Planeten, dann Sternsysteme, Sternhaufen, Nebel und zum Schluß die entfernteren Galaxien. Dabei werden die gezeigten Objekte im Einzelnen erklärt und wie sie im kosmischen Zusammenhang einzuordnen sind. Auch allgemeine Fragen zur Astronomie werden beantwortet.

Diese Führungstätigkeit setzt zum einen astronomische Kenntnisse voraus, außerdem auch Kenntnisse in der Technik von Teleskopen und deren sichere Bedienung und nicht zuletzt auch die Befähigung vor einem Publikum selbstsicher aufzutreten und es didaktisch in astronomischen Fragen zu unterrichten. Für Schüler, Jugendliche und Erwachsene, die eine solche Tätigkeit ausüben wollen, ist dies ein längerer Lernprozeß in verschiedenen wissenschaftlich-technischen Disziplinen.

Auch diese Aktivität ist ein zentrales Element des vorliegenden PUSH-Projekts im Hinblick auf die lebensnahe und praktische Vermittlung von Wissenschaft und moderner Technik.

7. Vortragsveranstaltungen für die Öffentlichkeit

Beginnend mit dem unter Astronomen so genannten „First Light“ der neuen Johannes-Kepler-Sternwarte (JKS) am 06. Juli 2002 und der offiziellen Eröffnung der JKS für die Öffentlichkeit am 08. Oktober 2002 hat die Kepler-Gesellschaft e.V. die folgende Vortragsreihe mit astronomischen Schwerpunkten für die Öffentlichkeit durchgeführt:

06. 07. 2002: „Von Kepler bis Hubble – ein Streifzug durch den Kosmos“

Prof. Dr. Hanns Ruder, Universität Tübingen

08. 10. 2002: „Eine Reise zum Anfang der Welt“

Prof. Dr. Rudolf Kippenhahn, Universität Göttingen

20. 11. 2002: „Johannes Keplers Sphärenharmonie im Licht der modernen Astronomie“

Hartmut Warm, Hamburg

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13. 02. 2003: „Keplers Harmonie der Welt – Tonspuren aus dem Kosmos“

Prof. Dr. Volker Bialas, Kepler-Kommission der Bayerischen Akademie der

Wissenschaften

09. 04. 2003: „Disharmonice Mundi – Symmetrieverletzungen im Universum“

Prof. Dr. Wagner, Universität Tübingen

26. 06. 2003: „Johannes Kepler als Erfinder“

Dr. Ernst Kühn, Reutlingen

Die Vorträge waren ausnahmslos alle sehr gut besucht.

Darüber hinaus hat die speziell für das vorliegende PUSH - Projekt tätige Arbeitsgruppe „Amateurastronomen der JKS“ im Januar und Februar 2003 ein internes Seminarprogramm zu Beobachtungstechniken mit Teleskopen durchgeführt. An den vier Seminarabenden nahmen auch Schüler teil.

9. Zusammenfassung und Ausblick

Mit dem Praktikum für Schüler der Astronomie-Arbeitsgemeinschaft, den astronomischen Lehrveranstaltungen und Beobachtungen mit Schülern (Sonnen-Flecken und -Protuberanzen, Merkurtransit, partielle Sonnenfinsternis), den Mondbeobachtungen (u.a. der Mondfinsternis), den Planetenbeobachtungen (Jupiter-Opposition, Saturn und Mars), den Sternbeobachtungen mit der Öffentlichkeit, den astronomischen Vortragsveranstaltungen für die Öffentlichkeit sowie der Vorbereitung eines astronomisch geprägten Kinderferienprogramms für die Schulferien im Sommer 2003 wurden wichtige Projekt-Aufgaben und -Ziele durchgeführt und erreicht.

Die Arbeiten des vorliegenden PUSH-Projekts werden fortgeführt mit dem übergeordneten Ziel, das Interesse - vor allem der jungen Generation - an Naturwissenschaft und Technik verstärkt zu wecken und nachhaltig zu fördern. Dies geschieht am besten mit dem didaktischen Ansatz, zusätzlich zu Schülern auch Erwachsene (vor allem Eltern) einzubeziehen und modernste Technik einzusetzen, um die Motivation von Kindern und Jugendlichen zu verstärken.

Das für die Physik und die Raumfahrttechnik grundlegende Fachgebiet der Astronomie eignet sich dafür besonders gut.