Hintergrund zum Arbeitspaket
Hintergrund zum Aufgabenpaket
Die Schüler erhalten acht verschiedene Materialien – metallische und nicht metallische – zum Testen und Erforschen. Folgende Materialien stehen zur Verfügung: Holz, Stein, Aluminium, Kupfer, Styropor, Plastik und die Legierungen Messing und Stahl. Alle Materialien liegen in Würfelform, mit Kantenlänge 2cm vor.
Eine Legierung ist eine Mischung aus mindestens zwei Elementen, von denen eines ein Metall ist. So ist Messing etwa eine Legierung aus Kupfer und Zink, Stahl wiederum besteht aus Eisen vermischt mit Kohlenstoff. Das Set enthält auch ein spezielles neuntes Material, eine Legierung namens Al6061. Diese wird tatsächlich in der Raumfahrt verwendet, und zwar für Elektrotechnikgehäuse und Spiegel. Dieser Würfel ist bei Bedarf nacheinander an jede Gruppe zu vergeben.
Da Legierungen den Schülern möglicherweise noch nicht bekannt sind, stellt dies eine zusätzliche Herausforderung für sie dar. Mit diesem Arbeitspaket können Schüler anhand der nachstehend erklärten Tests herausfinden, welche Eigenschaften jedes einzelne Material hat. Die Reihenfolge der Tests ist dabei unerheblich. Anschließend haben die Schüler die Gelegenheit, zu begründen, welche Materialien für die verschiedenen Bestandteile eines Raumfahrzeugs wie Orion am besten geeignet wären. Im Anhang finden Sie nützliche Links zu dieser Raumsonde und der Mission.
Ermittelt werden die Masse, die magnetische Anziehungskraft, die Festigkeit sowie die elektrische Leitfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit. Hier finden Sie detaillierte Erläuterungen zur Vorbereitung und Durchführung der Tests:
- PowerPoint-Präsentation zu „Unterricht im Weltraum | Materialien für Raumfahrzeuge“, PR07c
- Video VPR07a zu „Unterricht im Weltraum | Materialien für Raumfahrzeuge“: zeigt ihnen den praktischen Ablauf der einzelnen Stationen (Video in Englisch)
Erklären Sie Ihren Schülern vor Beginn der Einheit deren Zweck. Zeigen Sie ihnen dazu das Video VPR07b, in dem ein ESA-Wissenschaftler ihnen Aufgaben als Herausforderung stellt. Außerdem können Sie mit den Schülern besprechen, welche Eigenschaften Raumfahrtmaterialien haben sollten. Alternativ können Sie die Schüler auch erst die Experimente durchführen und eigene Schlussfolgerungen über ideale Raumfahrtmaterialien ziehen lassen.
Empfohlen wird, die Tische mit Papier oder Karton abzudecken, um Beschädigungen durch die harten Würfel zu vermeiden. Die offenen Drahtenden können nach einiger Zeit ausfransen, zwirbeln Sie sie in diesem Fall einfach wieder zusammen.