Wie wir den Weltraum nutzen können (Basisvariante)

Kompetenzen und Ziele

Die Schüler*innen…

• beschreiben, analysieren und vergleichen Veränderungen in geografischen Räumen anhand von Satellitenbildern,
• vertiefen ihre Urteils- und Argumentationskompetenz durch eine Nutzenanalyse zur Erdbeobachtung durch Satelliten für die Nachhaltigkeit beziehungsweise den Umweltschutz,
• lernen Grundlagen der Forschung mit Satelliten und deren technische Möglichkeiten kennen,
• schulen ihre Methodenkompetenz durch die Nutzung von Satellitenbildern und Karten als Orientierungshilfe,
• erweitern ihre Präsentations- und Sozialkompetenz durch die Vorstellung der eigenen Ergebnisse.

Umsetzung

Die Leitfragen der Unterrichtseinheit lauten:

• Welche Bedeutung hat die Nutzung des Weltraums für unsere Gesellschaft, insbesondere aus Sicht von Umwelt- und Klimaschutz?
• Wie können Belastungen für die Umwelt vermieden werden – sowohl im All als auch für die Erde?

Einstieg

Die Lehrkraft stellt die Leitfragen vor. Sie informiert die Schüler*innen über den Verlauf und das Ziel der Unterrichtseinheit (Arbeitsphase, geplante Ergebnisse).

Zum Einstieg zeigt die Lehrkraft eine Auswahl von Fotos beziehungsweise Satellitenbildern, die verschiedene Anwendungen der Raumfahrt veranschaulichen. Dazu gehören Telekommunikationssatelliten, Weltraumtourismus sowie die Erdbeobachtung. Verschiedene Satellitenbilder zeigen unter anderem Umweltveränderungen wie den Rückgang von Eis beziehungsweise Gletschern, Rodungen im Regenwald, die Ausbreitung von Städten und die Förderung von Rohstoffen in Tagebauen.

Im Plenum wird geklärt, was die Bilder zeigen. Die Lehrkraft erläutert, wie die Bilder zustande gekommen sind. Sie nennt wichtige Funktionen von Erdbeobachtungssatelliten (siehe Hintergrundtext).

Dazu gehört unter anderem die Beobachtung:

• der Temperaturen von Luft und Wasser,
• der Beschaffenheit der Erdoberfläche – zum Beispiel Vegetation, Ausbreitung von Wüsten oder besiedelten Gebieten, Eisflächen,
• der Atmosphäre – zum Beispiel CO₂-Anteil, Wolkenbedeckung.

Die Lehrkraft informiert die Schüler*innen über folgende Entwicklungen (Details und Daten siehe Hintergrundtext):

• Die Raumfahrtaktivitäten haben in den vergangenen Jahren stark zugenommen.
• Zunehmend werden Nachteile und Risiken der Raumfahrt diskutiert, zum Beispiel Gefahren durch Weltraumschrott.

Die Lehrkraft fordert die Schüler*innen auf, eine erste Einschätzung zu den vorgestellten Informationen abzugeben und diese im Anschluss zu diskutieren. Die Einschätzung kann in Form einer Daumenabfrage zu den folgenden Aussagen eingeholt werden (Daumen nach oben; ich stimme voll zu, Daumen nach unten: ich stimme überhaupt nicht zu; es sind auch Positionen dazwischen möglich):

• Die Anwendung kann für meinen persönlichen Alltag nützlich sein: Beobachtung beziehungsweise Erforschung der Erdoberfläche/Beobachtung beziehungsweise Erforschung der Atmosphäre und des Klimas/Telekommunikation/Weltraumtourismus.
• Die Anwendung ist für unsere Gesellschaft insgesamt wichtig (Auswahl siehe oben).

Die Ergebnisse der Abfrage werden für alle sichtbar notiert.

Das Ergebnis wird im Plenum diskutiert. Die Lehrkraft fordert die Schüler*innen auf, ihre Einschätzungen zu begründen. Gegebenenfalls werden Fragen geklärt.

Arbeitsphase

In Gruppen erhalten die Schüler*innen den Auftrag, anhand von Fallbeispielen den Nutzen verschiedener Anwendungen der Raumfahrt konkreter zu beschreiben. Auch Risiken werden ermittelt.

Die Gruppen erhalten jeweils ein Materialpaket mit Kurzinfos und gegebenenfalls Satellitenbildern sowie Hinweise für die Recherche und deren Auswertung.

Abschluss

Die Gruppen stellen ihre Arbeitsergebnisse vor. Als Diskussionsgrundlage für eine Bewertung werden zentrale Merkmale der Anwendungen in einer Tabelle notiert (Stichworte).

Beispiel für die Tabelle:

Die Lehrkraft fordert die Schüler*innen auf, die Bedeutung der Anwendungen zu diskutieren sowie ihr Verhältnis zu Nachteilen beziehungsweise Risiken zu bewerten. Sie stellt folgende Fragen beziehungsweise Aussagen zur Diskussion (gegebenenfalls für alle genannten Anwendungen):

• Die Anwendung ist verzichtbar.
• Die Anwendung ist wichtig für: alle Menschen/bestimmte Länder / bestimmte Firmen.
• Von den Risiken sind betroffen: alle Menschen/nur die Auftraggeber*innen und die direkt Beteiligten.

Die Ergebnisse werden notiert (Stichworte), dafür können weitere Spalten an die Tabelle angefügt werden.

Zum Abschluss wird diskutiert, wie bei der Raumfahrt mit Nachteilen und Risiken – insbesondere Belastungen für die Umwelt – umgegangen werden kann. Die Lehrkraft fasst die Problematik noch einmal zusammen und informiert über den Stand der Regelungen (siehe auch Hintergrundtext):

• Mit der Zunahme von Raketenstarts und der Satelliten im Erdorbit wächst das Risiko durch Weltraumschrott. Zudem wachsen Ressourcenverbrauch und Treibhausgasausstoß.
• Weltraumschrott könnte zum Beispiel die zukünftige Nutzung des Weltraums erschweren.
• Konkrete international verbindliche Regeln zur Vermeidung von Weltraumschrott und zum Umgang damit gibt es zurzeit nicht.
• Zentrale Regelwerke für den Weltraum sind der Weltraumvertrag von 1967 und eine internationale Konvention zur Haftung für Schäden durch Objekte im All.
• Demnach sind die Staaten, die einen Start veranlassen, verantwortlich für mögliche Schäden, die durch die in den Weltraum gebrachten Objekte verursacht werden.
• In der Fachdiskussion gibt es Kritik: Die geltenden Verträge seien veraltet und haben Lücken.

Die Lehrkraft stellt die Frage zur Diskussion: Wie sollten wir die Nutzung des Weltraums zukünftig regeln? Als Impuls kann sie zwei Positionen vorstellen:

1. Der Weltraum gehört niemandem. Darum sollte er auch ohne Beschränkung genutzt werden können.
2. Der Weltraum ist ein gemeinsames Gut und sollte nur zu Zwecken genutzt werden, die der Menschheit insgesamt zugutekommen.

Gegebenenfalls stellt die Lehrkraft zentrale Sätze aus dem UN-Weltraumvertrag vor.

Die Beiträge der Schüler*innen werden für alle sichtbar notiert (Mindmap, Stichworte). Zum Abschluss können sie zusammenfassend als Leitsätze formuliert werden.

Erweiterung

• Zu vielen Missionen sind Daten und Bilder online verfügbar, zum Teil in Form interaktiver Karten. Diese eignen sich, um einzelne Fragestellungen vertiefend zu bearbeiten. Für höhere Klassenstufen nutzbar sind zum Beispiel die Portale des Earth Observation Center im Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR) sowie Earth Explorer des United States Geological Survey (USGS). Das DLR bietet unter anderem eine Reihe von interaktiven Karten an. Für die Sekundarstufe I bietet es sich an, mit den Satellitenfoto-Diensten von Google Maps oder Bing Maps zu arbeiten.
• Zahlreiche eindrucksvolle Fotos und Videos veranschaulichen verschiedene Bereiche der Raumfahrt. Viele sind kostenlos im Internet verfügbar und eignen sich unter anderem für den Einstieg ins Thema oder für die Erarbeitung von Referaten und Präsentationen durch die Schüler*innen. Gute Anlaufstellen sind die Angebote der Raumfahrtorganisationen NASA und ESA, zum Beispiel die Internetseite Astronaut Photography oder der YouTube-Kanal der ESA.