Mit Wetterballon

04. Dezember 2012 17:11; Akt: 05.12.2012 00:59 Print

Kanti-Schüler knipst die Schweiz aus 30 km Höhe

von J.-C. Gerber - Für seine Maturarbeit liess ein Gymnasiast aus dem Zürcher Unterland einen Ballon auf 30'072 Meter steigen. Das Experiment gelang – und lieferte Bilder von bemerkenswerter Schönheit.

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30'072 Meter. So hoch stieg der Wetterballon von Simon Locher im Rahmen seiner Maturarbeit an der Kantonsschule Zürcher Unterland in Bülach. Zu erkennen ist der Verlauf der Alpen, ein Grossteil der Schweiz und die Küste des Mittelmeers. Der Start fand am 7. September 2012 auf dem Dach des Instituts für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich statt. Hier wird der Wetterballon mit vier Kubikmeter Helium befüllt. Dann ist es soweit: Der Ballon hebt ab. In den zwei Styroporboxen sind die Meteosonde und die Kameras untergebracht. Bye bye Erde! Der Blick auf Zürich bei strahlendem Wetter. 1377,5 m ü. M., 12,45°C: Zürich aus der Vogelperspektive. 4637,1 m ü. M., -0,91°C: Greifensee (links), Pfannenstiel (mitte) und Zürich (rechts). 6890,2 m ü. M., -16,95°C: Blick in Richtung Vierwaldstättersee. Die Schweiz, das Land der Seen: 15'734,8 m ü. M., -60,00°C. 17'680,6 m ü. M., -58,46°C: Reiseflughöhe einer Concorde, Blick in Richtung Graubünden. 19'808,9 m ü. M., -55,94°C: Blick in Richtung Bodensee und Bayern. 29'865,1 m ü. M., -43,12°C: Aussicht nach Norden, gut sichtbar der Schwarzwald in der Mitte. 30'021,4 m ü. M., -43,17°C: Die Schweiz aus der Satellitenperspektive. Auf 30'071,4 m ü. M. platzt der Ballon, doch die Kamera macht im Fallen weiter Aufnahme um Aufnahme. 23'159,6 m ü. M., die Temperatur wird nicht mehr übermittelt. Die starke Krümmung ist auf das Weitwinkelobjektiv zurückzuführen. Die Landung naht: Der Speer im Vordergrund und die Churfirsten im Hintergrund. Ein lauschiges Plätzchen: Das letzte Bild vor der Landung. Die Styroporboxen haben den Fall gut überstanden, doch die Bergung ist nicht ganz ohne. Schliesslich ist es vollbracht: Simon Locher hat seine Instrumente wieder!

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Die Idee für seine Maturarbeit kam Simon Locher aus Buchberg SH im Januar bei der Lektüre von 20 Minuten Online. Zwei 17-jährige Kanadier hatten damals mit einem Wetterballon ein Lego-Männchen auf 24 Kilometer Höhe aufsteigen lassen. Das kann ich besser, dachte sich der Schüler der Kantonsschule Zürcher Unterland und nahm sich vor, die Schweiz von ganz weit oben zu fotografieren. Schnell hatte er auch die Lehrpersonen auf seiner Seite – unter der Bedingung mit dem Wetterballon neben schönen Fotos auch wissenschaftlich auswertbare Messwerte zu sammeln.

Und so machte sich der Zürcher Jungforscher an die aufwändige Vorbereitung des Projekts, die er in seinem Blog fein säuberlich aufzeichnete. Zuerst galt es einige grundlegende Fragen zu klären. Ist es ihm als Privatperson erlaubt, einen Wetterballon steigen zu lassen? Das Bundesamt für Zivilluftfahrt hatte gute Nachrichten: Ist die Ladung des Ballons nicht schwerer als zwei Kilogramm und wird der Tower auf dem Flughafen Zürich vorher avisiert, steht einem Start nichts im Weg.

Grosszügige Sponsoren

Die nächste Herausforderung für den 16-Jährigen war die Suche nach der nötigen Ausrüstung. Neben dem Wetterballon brauchte er Kameras, ein Mess- und Aufzeichnungsgerät, ein Fallschirm, um die kostbare Fracht wieder sicher zur Erde zu bringen, und ein GPS-Tracker, um sie nach der Landung wieder zu finden. Beim Zusammenstellen des Equipments legte Simon Locher einiges Verkaufstalent an den Tag: Es gelang ihm, für fast alles Sponsoren zu finden. Besonders das Institut für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich unterstützte das Projekt nach Kräften.

Die ETH-Forscher lieferten Simon Locher nicht nur das Expertenwissen für sein Unterfangen, sie überliessen ihm auch eine praktische Meteosonde. Diese konnte die von der Physiklehrerin geforderten Messdaten nicht nur aufzeichnen, sondern gar in Echtzeit an die Bodenstation übertragen. Und auch das Kernstück des Projekts stammte von der ETH: Der Kaymont-Wetterballon, der die ganze Ausrüstung in die Stratosphäre transportierte.

Um nichts dem Zufall zu überlassen, unterzog der Gymnasiast vor dem Start alle Teile seiner Ausrüstung einer Reihe von Tests. Bei der Flugsimulation in der Kältekammer des Zürcher Kantonslabors zeigte sich, dass die selbstgebastelte Styroporbox keine zusätzliche Heizung braucht: Die Kamera-Akkus funktionierten in der Box auch bei minus 74 Grad Aussentemperatur einwandfrei. Auch die Ursache für eine vermeintliche Fehlfunktion des Kameraauslösers war schnell gefunden. Nun musste nur noch das Wetter mitspielen, denn wer will schon das Wolkenmeer aus 30 Kilometer Höhe fotografieren?

Der Aufstieg gelingt

Am 7. September war es so weit. Über Zürich war der Himmel blau und die Sonne schien. Bei angenehmen 18 Grad schickten Simon Locher und sein Team den Wetterballon vom Dach des Instituts für Atmosphäre und Klima auf seine Reise. Während über zweieinhalb Stunden stieg der Ballon höher und höher, sendete unablässig Wetterdaten nach Zürich und knipste ein Bild nach dem anderen (siehe Bildstrecke oben). Dann – in exakt 30'071,9 Meter Höhe und bei minus 43,18 Grad – war der Aufstieg zu Ende. Wie erwartet hatte sich das Helium in der dünnen Luft so weit ausgedehnt, dass die dünne Plastikhülle platzte.

Nun ging alles ganz schnell. Nach knapp 19 Minuten waren die Styroporboxen mit der Ausrüstung zurück auf der Erde. Dank des GPS-Tracker wusste der Gymnasiast sofort, wo er suchen musste: 46,9 Kilometer vom Startplatz entfernt, zwischen Linthebene und Toggenburg. Da sich das Gelände als unwegsam herausstellte, konnten die Boxen zwar erst am nächsten Tag geborgen werden, doch das Ziel des Projekts war erreicht: Simon Locher hatte die Schweiz aus 30 Kilometern Höhe fotografiert und dabei eine Fülle von Wetterdaten gesammelt. Die Lehrer an der Kantonsschule Zürcher Unterland dürften stolz auf ihn sein.