Mit der Getränkedose hoch hinaus – der Deutsche CanSat-Wettbewerb

Als Schülerin oder Schüler eine Raumfahrtmission durchführen? Kann das sein? Und in der Tat, das können Schülerinnen und Schüler beim Deutschen CanSat-Wettbewerb. Denn dort ist das Ziel, einen Miniatursatelliten in der Größe einer Getränkedose zu planen, zu konstruieren und zu bauen.

Der Deutsche CanSat-Wettbewerb wurde erstmals 2014 aus einer Initiative der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und vielen engagierten Luft- und Raumfahrtunternehmen, Schulen und Insti tutionen in Bremen heraus durchgeführt. Seitdem stehen jährlich auf dem Flugplatz Rotenburg (Wümme) zehn Schulteams mit Antennen und ihren CanSats (engl. can für „Dose“ und sat für „Satellit“) und beobachten gespannt einen Raketenstart.

Während des CanSat-Wettbewerbs durchlaufen die Schülerinnen und Schüler sämtliche Phasen einer realen Raumfahrtmission – von der Projektplanung über die Konstruktion des Satelliten bis hin zur Öffentlichkeitsarbeit und Finanzierung durch Sponsoren. Der CanSat in der Größe einer handelsüblichen Getränke dose soll zwei Aufgaben erfüllen: Die primäre Mission ist für alle Teams gleich und umfasst das Messen von Luftdruck und Temperatur. Für die sekundäre Mission ist die Kreativität der Teilnehmenden gefragt. Das große Finale des Wettbewerbes findet jährlich in Bremen bei der sogenannten Startkampagne statt.

ESERO Germany: Das European Space Education  Res ource Office (ESERO) Germany ist  ein Kooperationsprojekt zwischen der  ESA und dem DLR mit dem Ziel, die  MINT- Bildung in Deutschland zu  fördern. Unter dem Motto „Vom  Weltall ins Klassenzimmer“ entwickelt  ESERO Germany Unterrichtsmaterialien  und führt Fortbildungen durch. Seit  der Gründung im Mai 2018 leitet  ESERO Germany die Organisation des  CanSat-Wettbewerbes.  www.esero.de 

Die Bewerbung

Teilnehmen können Schülerinnen und Schüler ab 14 Jahren aus ganz Deutschland oder deutschen Schulen im europäischen Ausland. Ein CanSat-Team besteht aus mindestens vier Schülerinnen und Schülern sowie einer betreuenden Person. Bei der Bewerbung stellen die Teams ihre Idee zur sekundären Mission vor und erläutern, wie sie diese in ihrem CanSat umsetzen wollen. Außerdem werden Fragen zur zukünftigen Teamorganisation, zur Finanzierung des Projektes und zur Öffentlichkeitsarbeit gestellt. Unter allen Bewerbern werden die zehn besten Teams ausgewählt, die dann am Wettbewerb teilnehmen können.

Der Wettbewerb sponsert die Unterkunft, Verpflegung und Anreise einer betreuenden Person für den einführenden Workshop und die Unterkunft, Verpflegung sowie den Transport vor Ort von vier Team-Mitgliedern und der betreuenden Person für die Startkampagne in Bremen.

Einführung in die Programmierung, die Hardware und den Bau von Fallschirmen

Die betreuenden Personen der teilnehmenden Teams werden zu Beginn des Wettbe werbes zu einem zweitägigen Work shop in das DLR_School_Lab Bremen eingeladen. Dort erhalten sie eine Einführung in die Programmierung und die Hardware des sogenannten CanSat-Kits – ein Basis- Set für alle teilnehmenden Teams, mit dem die Primärmission durchgeführt werden kann. Des Weiteren werden erste Studien zu Fallschirmen und zur Daten übertragung durchgeführt. Ehemalige Teilnehmerinnen und Teilnehmer stehen für Fragen bereit und geben Tipps für die Umsetzung des Wettbewerbes.

Für die Weitervermittlung des Wissens stehen den Betreuerinnen und Betreuern mehrere Unterrichtsmaterialien und Dokumentationen zur Verfügung. Zum Beispiel werden im Arbeitsblatt „Lernen mit ARDUINO! Einführung in die Datenverarbeitung mit Arduino in C++“ erste Übungen zur Verwendung und Programmierung von Arduino vermittelt – siehe Downloadhinweis. Die Schülerinnen und Schüler bauen Schaltkreise und messen die Temperatur und den Luftdruck.

Die Entwicklung des CanSats

Nach der Bewerbung haben die Teams mehrere Monate Zeit, um ihren CanSat zu planen, zu entwickeln und zu testen. Doch dabei wird von ihnen nicht nur technische Tüftelei und Programmierung erwartet, sondern auch eine gute Projektplanung, Teamarbeit, Öffentlichkeitsarbeit und Finanzierung durch Sponsoren. So müssen sich die Teams z. B. überlegen, wer welche Aufgaben übernimmt und wie viel Zeit sie dafür einplanen müssen.

Den Fortschritt ihres Projektes zeigen die Teams in zwei Berichten auf. Der erste Bericht wird von der Jury, bestehend aus Expertinnen und Experten der Raumfahrttechnik und -forschung, gelesen, kommentiert und dient als Grundlage für den zweiten Bericht, der mit in die Bewertung der Teams eingeht.

Mit einer Rakete Richtung Himmel

Alle teilnehmenden Teams werden zur finalen Woche des Wettbewerbes nach Bremen eingeladen. Zuletzt fand sie vom 23. bis 27. September 2019 statt. Die Teams reisten aus fünf Bundesländern an. Die Eröffnung des Wettbewerbes fand feierlich im Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) statt. Am nächsten Tag präsentierten die Teams ihr Projekt im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) der fachkundigen Jury und den anderen Teams. Das Team GiSWorlds aus Wolfenbüttel, Niedersachen, wollte zum Beispiel mit einer Kamera Luftbilder von der Erde aufnehmen und mithilfe eines neuronalen Netzes auswerten. Bei einer technischen Abnahme mussten die Teams zeigen, dass ihr CanSat die Richtlinien einhält. Nach letzten Veränderungen haben es alle Teams durch die technische Abnahme geschafft, die CanSats wurden versiegelt und dem Start stand nichts mehr im Weg.

Highlight der Startkampagne war der Raketenstart auf dem Flughafen Rotenburg (Wümme), bei dem die CanSats auf eine Höhe von bis zu einem Kilometer gebracht wurden. Während des Falls führten die CanSats ihre primäre und sekundäre Mission durch und übermittelten sie an die Bodenstation. Anschließend wurden alle CanSats erfolgreich geborgen. Die Ergebnisse ihres Projektes stellten die Teams am nächsten Tag bei dem Raumfahrtunternehmen OHB SE vor. Das Programm wurde abgerundet durch Führungen in den genannten Unternehmen. Am letzten Tag der Startkampagne fand die feierliche Siegerehrung bei ArianeGroup statt. Sieger des diesjährigen Wettbewerbes ist das Team CANone aus Wolfsburg, Niedersachsen. Sie haben sich zum Ziel gesetzt, mit ihrem CanSat die Veränderung des Lichts in der Höhe und die daraus resultierenden Auswirkungen auf das menschliche Auge zu untersuchen. Als Sieger des Deutschen Wettbewerbes werden sie Deutschland beim Europäischen CanSat-Wettbewerb 2020 vertreten.

Christina Nadolsky, Dr. Andreas Rienow

Download-Material:

Informationen und Unterrichtsmaterialien: http://www.esero.de/post/116/

CanSat-Wettbewerb:

Deutscher CanSat-Wettbewerb  2020/2021:

Bewerbungsschluss: 27. September  2020

Startkampagne: 15. bis 19. März 2021

Mehr Informationen zum Wettbewerb unter: www.cansat.de