„Jugend forscht“: Trittauer Gymnasiasten entwickeln Gerät, das Wasserbewegung misst – und sind eine Runde weiter
Trittau. Es muss schon lustig ausgesehen haben: Drei sehr junge Männer in Badehosen, die im Ahrensburger Badlantic mit einer gelbe Boje eine Art Wassergymnastik betreiben. Was nach einer vergnügten Spielerei unter Jugendlichen klingt, ist in Wirklichkeit eine wissenschaftliche Untersuchung für den Wettbewerb „Jugend forscht“ gewesen. Phillipp Müller, Niklas Nathmann und Fabian Haas, Schüler der zehnten und elften Klassen am Gymnasium Trittau, haben nämlich eine Smartphone-App entwickelt, die Wellenbewegungen misst. Mit ihrer Erfindung könnten die drei Nachwuchswissenschaftler künftig teure Profi-Messtechnik ersetzen.
Die erste Hürde haben sie dafür schon überwunden: Beim Regionalwettbewerb in Geesthacht haben sie im Fachgebiet Geo- und Raumwissenschaften den ersten Platz belegt. Ende März geht es weiter zum Landesentscheid nach Kiel. Und bis dahin haben die drei Nachwuchsforscher noch einiges vor: „Wir sind gerade dabei, eine zweite, größere Boje zu bauen“, sagt Niklas Nathmann. „Damit wollen wir Anfang März zum ersten Mal auf die Nordsee, um weitere Tests durchzuführen“, so der 17-Jährige. Die Boje zeichnet die Wellenbewegungen im Meer auf. Schon seit mehr als 20 Jahren werde in diesem Bereich geforscht, sagt Nathmann. Allerdings sind Messbojen enorm teuer.
Die Schüler haben jetzt quasi die Billig-Variante erfunden: eine App, die ein Smartphone in ein Wellenmessgerät verwandelt. Das Mobiltelefon setzten die Schüler in eine Boje ein, die sie vorher mit Bauschaum aus dem Baumarkt ausgesprüht haben. So bekommt es eine feste Halterung im Inneren der Boje. Anschließend wird die Boje wasserdicht verschlossen – und die Wellenmessung kann beginnen. „Bislang kosten derartige Geräte bis zu 50.000 Euro. Mit den von den Schülern entwickelten Geräten könnten sie nur noch 3000 Euro kosten“, sagt Karsten Bittner, Lehrer am Gymnasium Trittau. Er hat die Jugendlichen während des Projekts begleitet.
Wie funktioniert das Ganze? „Man muss sich das vorstellen wie bei einer Smartphone-App für Rennspiele“, sagt Nathmann. „Das Telefon hat Beschleunigungssensoren und kann dadurch die Bewegungen, die es macht, messen.“ Je nachdem, ob das Handy nach links, rechts, oben oder unten bewegt wird, werden Geschwindigkeit, Neigungswinkel und Position festgehalten. Die Messung erfolgt ganz gewöhnlich über das satellitengestützte globale Positionsbestimmungssystem (GPS). Die Daten, die das Handy durch die Bewegung der Boje auf den Wellen sammelt, werden per Mobilfunk auf einen Server übertragen. Die Schüler können darauf von ihren Computern aus zugreifen. Ein Programm, das die Schüler ebenfalls selbst entwickelt haben, wertet die Daten aus.
Schulausflug ins Forschungszentrum machte Lust auf Meer
Wellen werden schon lange gemessen und erforscht, um die Auswirkungen des Klimawandels und die Entwicklung der Meere besser verstehen und vorhersagen zu können. „Damit kann man sehen, wo zum Beispiel der Boden abgetragen wird oder wie sich Strömungen verändern“, sagt Niklas Nathmann. Das sei nicht unerheblich für die Wirtschaft, für Fischer oder beispielsweise für die Insel Sylt, um im Vorfeld zu sehen, wo die Wellen an der Küste nagen.
Phillipp Müller, Niklas Nathmann und Fabian Haas wollen ihre Idee jetzt noch weiter präzisieren. „Wir träumen davon, unsere Erfindung gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum zu testen“, sagt Nathmann. In dem Forschungszentrum in Geesthacht fand die Idee nämlich auch ihren Ursprung: Die drei Jugendlichen besuchten das Institut im Rahmen eines Schulausflugs. „Und dort gab es im Schülerlabor eine Übersicht darüber, was das Helmholtz-Zentrum so alles macht“, sagt Nathmann. „Wir haben dann genauer nachgefragt und uns das mit den Messbojen mal erklären lassen.“ Das Interesse war sofort geweckt: „Wir hatten uns gefragt: Was macht die Küstenforschung? Und was kann ein Smartphone?“
Seit zwei Jahren arbeiten die drei Jugendlichen intensiv an ihrem Projekt, investieren jede Woche viele Stunden. „Wir haben aber alle noch ein Privatleben“, sagt Nathmann und lacht. Trotzdem müsse man sich schon wirklich begeistern für dieses Thema. Denn allein für die Programmierung der App brauchten die Jugendlichen ein halbes Jahr. Für die Verfeinerung ging noch mal ein halbes Jahr drauf. „Die Programmiersprache funktioniert eigentlich wie eine Fremdsprache, die man lernen muss“, erklärt Nathmann.
Ansporn sei dabei auch der Wettbewerb „Jugend forscht“ gewesen. Bereits im vergangenen Jahr hatten sie beim Landeswettbewerb von „Jugend forscht“ beim Sonderpreis Mobilfunk abgeräumt. „Damals war die App noch ein Theorie-Konstrukt“, sagt Nathmann. Dank des Preisgelds konnten sie dann weitertüfteln.