Wenn du begabt in Sport bist, gehst du in den Sportverein. Bist du talentiert in Musik, bekommst du Musikunterricht, aber was ist, wenn du begabt in den Naturwissenschaften sprich MINT (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) bist?

Dies ist der Gedanke, an den das Schülerforschungszentrum (SFZ) Hamburg anknüpft. Es bietet einen Ort, an dem talentierte und interessierte Jugendliche selbstständig in Gruppen oder individuell ihren Fragestellungen nachgehen. Dort ist ihnen die ideale Struktur gegeben, wissenschaftlich zu arbeiten. Im Folgenden werden wir - Aruna, Lucy, Tobias und Jan-Niclas - über unsere Erfahrung und Tätigkeit berichten.

Wie sind wir darauf gekommen?

Aruna: Ich bin Aruna aus der Theaterklasse 10a. Ich bin seit ca. einem halben Jahr im Schülerforschungszentrum im Bereich Physik tätig. Frau Peters - sie ist an unserer Schule für Begabtenförderung verantwortlich - hat mich eines abends angerufen, mir davon erzählt und dort einen Termin vereinbart, da sie glücklicherweise überzeugt war, dass es etwas für mich wäre – was auch der Fall war!

Team Solardrohne: Im letzten Schuljahr wurde von Frau Dr. Schmidt, die im Schülerforschungszentrum arbeitet, ein Vortrag über das damals neu eröffnete Zentrum angeboten. Wir erfuhren, dass es ein Ort ist, um neugierigen jungen Menschen das Forschen zu ermöglichen.

Wie findet man ein geeignetes Forschungsthema?

Aruna: Ich habe mich damals für den Bereich Physik speziell für die Grundlagenforschung entschieden, da mich das Fundament und die Logik der Physik mehr interessiert hat als die Anwendung.

Team Solardrohne: Wir überlegten uns zum Anfang in einen Kurs zu gehen, jedoch entschieden wir uns schnell dagegen. Wir wollten lieber ein eigenes Projekt auf die Beine stellen. Somit trafen wir uns jeden Montag mit einem Physiklehrer, da Physik das Fach ist, in dem sich unsere Interessen überschneiden. Wir überlegten uns, in welche Richtung das Projekt gehen könnte. Jedoch fiel uns nicht viel ein, also alberten wir ein bisschen mit unseren Ideen herum und kamen auf das Thema „Fliegen“. Wir stellten uns die Frage, können wir ein Fluggerät mit Hilfe von Solarenergie zum Fliegen bringen, da es so umweltfreundlicher wäre? Der nächste Schritt war, zu entscheiden, was für ein Fluggerät wir bauen. Ein Flugzeug zu bauen und zum Fliegen zu bringen ist sehr schwierig, weshalb wir uns für den Bau eines Quadrocopters mit Solarzellen entschieden haben. Daraufhin stellte sich gleich die nächsten Fragen: ,,Wie ist ein Quadrocopter überhaupt aufgebaut?“

Abhängigkeit des magnetischen Moments eines Elektrons von der Temperatur

Aruna: Zurzeit arbeite ich dort an einem Projekt, das den sehr kreativen Namen „Magnetisierung“ trägt. Dieses Gebiet ist sehr mikroskopisch fokussiert, um für die Interessierten genauer zu sein, heißt das Gebiet bzw. kommt das Phänomen aus der „relativistischen Quantenmechanik“. Dort untersuche ich die Abhängigkeit des magnetischen Moments eines Elektrons von der Temperatur. Dies kann man sich so vorstellen:
Das Elektron dreht sich um den Kern, wie die Erde um die Sonne und das Elektron dreht sich um die eigene Achse, wie die Erde auch. Durch diese Bewegung entsteht ein mikroskopisch kleines Magnetfeld. Diese kleinen Magnetfelder haben als Folge, dass etwas magnetisch ist, weil eine riesige Anzahl dieser zuerst räumlich anders orientierten Felder, durch z.B. Elektrizität sich in dieselbe Richtung orientieren und sich somit nicht mehr gegenseitig aufheben. Nun möchte ich wissen, ob dieses Phänomen temperaturabhängig ist und wieso dies der Fall ist. Ich habe mich damals für dieses Projekt entschieden, da mir auffiel, dass der Magnetismus, den wir ständig im Alltag erleben und nutzen, noch viele Lücken aufweist, obwohl die Entdeckung dieser Grundkraft sehr weit zurückliegt.

Eine selbstgebaute Solardrohne soll fliegen

Team Solardrohne: Wir recherchierten die ersten Wochen und liehen uns Bücher aus der Bücherhalle aus. Nach und nach verstanden wir mehr, wie eine Drohne funktioniert, was darin verbaut ist. Wir begangen ein Modell zu zeichnen und Längen festzulegen. Wir suchten leichte Materialien sowie das technisches Zubehör heraus und bestellten diese.

Dann ging es zum Programmieren des Raspberry Pi's. Das ist ein kleiner Computer, der uns als Flugcontroller dienen soll. Dabei sorgt er auch für die Verbindung zur Fernbedienung.

Parallel sägten wir eine Hartschaum PVC- Platte in der gewünschten Form aus und schliffen die Kanten ab. An den Enden der Arme brachten wir die Motoren an. An die Motoren haben wir ESC's (die kontrollieren die Geschwindigkeit der Motoren) gelötet. Dann haben wir einen Deckel für die Drohne modelliert und im 3-D Drucker ausgedruckt. Darauf haben wir die Solarzellen befestigt und die Kabel durch Löcher ins Innere gelangen lassen, damit alles verbunden werden kann. Im Inneren befinden sich nun Kabel, Raspberry Pi, Lipo-Batterie und BEC (regelt Stromverteilung).

Fazit

Aruna: Ich bin vom SFZ sehr überrascht und gern dort, da man dort die Möglichkeit besitzt, eigenständig zu forschen, mit Menschen reden kann, die gleiche Interessen teilen und auch von kompetentem Fachpersonal betreut wird. Daher lege ich jedem, der Interesse hat ans Herz, dort mal vorbeizuschauen.

Team Solardrohne: Uns hat das vergangene Jahr sehr viel Spaß gemacht und wir möchten im nächsten Jahr den Raspberry Pi so programmieren und die Drohne so optimieren, dass sie allein durch Sonnenenergie fliegen kann.

Haben wir euer Interesse geweckt?

Dann findet ihr weitere Informationen unter www.sfz-hamburg.de.

Falls ihr mal vorbeischauen wollt im SFZ Hamburg in der Grindelallee 117, meldet euch vorher bitte unter info@sfz-hamburg.de an.