EarthKAM-Programm: Schüler fotografieren die Erde von der ISS aus
Stellen Sie sich vor, Sie sind ein neugieriger Schüler der Mittelstufe, der sich mit den gewaltigen geografischen Formationen der Erde – Gebirgen, Küstenlinien, Ozeanen – befasst. Und nun stellen Sie sich vor, Sie können diese Formationen aus der Perspektive eines Astronauten im Weltraum erkunden. Wäre das nicht aufregend? Beim EarthKAM-Projekt (Earth Knowledge Acquired by Middle School Students) haben Schüler der Mittelstufe genau diese Möglichkeit: Sie fotografieren die Welt aus der Astronautenperspektive!
EarthKAM ist ein von der NASA finanziertes Bildungspojekt in Zusammenarbeit mit der Universität von Kalifornien in San Diego. Ziel ist es, Schüler aus aller Welt durch eine außergewöhnliche Lernerfahrung für Mathematik und die Naturwissenschaften zu begeistern, indem sie von der Internationalen Raumstation als „Aussichtspunkt“ Fotos von der Erde machen dürfen.
Für das EarthKAM-Projekt wird die Digitalkamera Nikon D2Xs verwendet. Diese ist an der WORF-Plattform (Window Observational Research Facility) installiert und nutzt das Beobachtungsfenster des amerikanischen Labormoduls Destiny, dessen hohe optische Qualität hochauflösende Aufnahmen der Erde ermöglicht. Gesteuert wird die Kamera über Befehle, die die teilnehmenden Schüler über ein Online-Programm an die Kamera senden. Schüler und Lehrkräfte können die Standardlehrmaterialien durch „ihre“ Fotos ergänzen und haben gleichzeitig die Chance, hautnah bei einer Weltraummission dabei zu sein und eigene Forschungsprojekte durchzuführen. Die Initiatoren des EarthKAM-Projekts hoffen, die Schüler der Mittelstufe durch das aufregende „ISS-Erlebnis“ ansprechen und eine neue Generation potenzieller Forscher, Wissenschaftler und Ingenieure motivieren zu können.
Die Schüler arbeiten beim EarthKAM-Projekt aktiv mit Internet-Tools und Internet-Ressourcen und lernen dabei vieles über die Umlaufbahnen von Raumstationen und Satelliten sowie über die Fotografie der Erde vom Weltraum aus. Mit Unterstützung ihrer Lehrer bestimmen sie eine Zielregion. Dann verfolgen sie die Umlaufbahn der ISS, studieren Referenzkarten und Atlanten und müssen auch noch das Wetter berücksichtigen, bevor sie ihre Bildanfragen abschicken. Diese Anfragen werden nach San Diego an Studenten der Universität von Kalifornien weitergeleitet, die das EarthKAM MOC (Mission Operations Center), also das Kontrollzentrum für das Projekt, betreiben. Sie generieren aus den Anfragen eine Kamerasteuerdatei und laden die Anfragen dann mit Unterstützung des Johnson Space Center der NASA an einen Computer auf der ISS hoch.
Dort werden die Anfragen an die Digitalkamera weitergeleitet, die die gewünschten Bilder aufnimmt und wieder zum ISS-Computer überträgt, von wo sie zu EarthKAM-Computern auf der Erde hinuntergeladen werden. Der gesamte Ablauf dauert in der Regel nur ein paar Stunden, und die Fotos stehen dann den teilnehmenden Schulen, aber auch der Öffentlichkeit, online zur Verfügung.
An Bord der ISS erfordert die EarthKAM nur wenig Arbeit vonseiten der Astronauten, was ein großer Vorteil ist, da sich diese auch um andere Experimente und Nutzlasten kümmern müssen. Dazu Annie Powers, Flugkontrolleurin der NASA in der Abteilung Cargo Integration and Operations des Johnson Space Center: „Die Aufgabe der Besatzung beschränkt sich im Wesentlichen auf das Einrichten der Kamera. Sie positionieren sie auf einer Halterung über dem Fenster, nehmen die nötigen Kameraeinstellungen vor, verbinden das USB-Kabel mit dem Laptop und starten die EarthKAM-Software. Danach müssen die Astronauten nur noch regelmäßig die Kamerabatterie austauschen und normalerweise immer in der Wochenmitte das Objektiv wechseln. Das System funktioniert weitgehend autonom. Im Prinzip läuft die EarthKAM einfach von selbst!“
In der Anfangsphase hieß das EarthKAM-Programm noch KidSat, ein Name, den Sally Ride, NASA-Astronautin und Schöpferin des Programms, geprägt hatte. Bevor die EarthKAM im Jahr 2001 auf der ISS installiert wurde, war sie bei fünf Shuttle-Flügen dabei. Seither ist sie eine permanente Nutzlast an Bord der ISS und begleitet etwa vier Missionen pro Jahr. Das EarthKAM-Programm geht über die reine Wissensvermittlung aus dem Lehrbuch hinaus und verhilft den Schülern zu praktischen, lebensnahen Lernerfahrungen. Seit der ersten ISS-Expedition im März 2001 haben über 165.000 Schüler am EarthKAM-Projekt teilgenommen und eine unbekannte Zahl von Fans hat es online mitverfolgt. Auch international ist das Programm mit Nutzern aus bislang 41 Ländern ein großer Erfolg. „Mit jeder neuen Mission“, so Powers, „kann man die Zahlen wachsen sehen. [EarthKAM] ist mittlerweile praktisch ein Selbstläufer!“ Wer EarthKAM-Bilder sehen oder als Lehrkraft mit seiner Schule am EarthKAM-Projekt teilnehmen möchte, kann sich online anmelden.
Arun Joshi, International Space Station Program Science Office
NASA Johnson Space Center
