Table Of ContentAxel M. Quetz · Stefan Völker
Zum Nachdenken:
Unser Sonnensystem
Astronomische Aufgaben
aus 35 Jahren
Sterne und Weltraum
ZumNachdenken:UnserSonnensystem
AxelM.Quetz
StefanVölker
Zum Nachdenken:
Unser
Sonnensystem
AstronomischeAufgaben
aus35JahrenSterneundWeltraum
AxelM.Quetz StefanVölker
RedaktionSterneundWeltraumund Physikalisch-AstronomischeFakultät,
Max-Planck-InstitutfürAstronomie Friedrich-Schiller-UniversitätJena
Heidelberg,Deutschland Jena,Deutschland
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ISBN978-3-662-55147-9 ISBN978-3-662-55148-6(eBook)
https://doi.org/10.1007/978-3-662-55148-6
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V
FürunsereFamilien
Wie alles begann
»
„UnsereKnobelspaltewurdeerstmalsimFebruar1963eingerichtetunderfreute
sichzehnJahrelanglebhafterResonanzbeizahlreichenLesern.ImNovember1972
wurdesie„vorübergehend“eingestellt:DasdamalsimplizierteVersprechenwollen
wirjetzt,nachwiederumbeinahezehnJahren,einlösenunddieSpaltevonneuem
eröffnen.WirwerdenhiermonatlicheineAufgabeausderAstronomiestellen
undimübernächstenHeftdieLösungzusammenmitdenNamenderjenigen
veröffentlichen,diebisEndedesErscheinungsmonatsderRedaktionkorrekte
Antwortenzuschicken.“
MitdieserEinleitungimDoppelheft6–7/1981,S.258,durchDr.JakobStaude,
der wenig spätermitHeft 10/1991dieChefredaktionübernahm,beganndienun
seitdemJahr1981ununterbrocheneFortsetzungderRubrik„Zum Nachdenken“
mit astronomischen Aufgaben in der monatlich erscheinenden Zeitschrift Sterne
undWeltraum(SuW).
Dr. KarlSchaifers (1921–2009),ObservatoranderLandessternwarteHeidel-
bergKönigstuhl(LSW),warderersteChefredakteurderZeitschrift,20Jahrelang.
ErgiltalsErfinderderRubrik.UnterseinerLeitungersannDr.GerhardKlare,da-
mals ebenfalls Astronom an der LSW, zehn Jahrelang zwischen 1963und1972
astronomischeAufgaben,diedengeneigtenLeser dazueinluden,sichmiteinem
engabgestecktenThemaetwasintensiverzubeschäftigen.DanngabeseinePause
biszumJahr1981,indenendieRubrikruhte.
ImjenemJahr1981begannAxelM.Quetz(.Abb.1)imMax-Planck-Institut
für Astronomie (MPIA) seine Diplomarbeit, gerade zu der Zeit, als die Chef-
redaktion von Karl Schaifers zu Jakob Staude, Astronom am MPIA, wechselte.
QuetzVorschlag,dieRubrikwiederzubeleben,fielbeiStaudeauffruchtbarenBo-
den. So erschien in der Doppelausgabe 6–7/1981 zum ersten Mal wieder eine
Aufgabe„ZumNachdenken“.Mittlerweilesind35Jahrevergangen,indenendie
Rubrik monatlich eine neue Ausgabe erlebte und mittlerweile jeweils zwischen
150und170Lösungseingängeverzeichnenkann.AusUmfrageerhebungenistbe-
kannt,dassdieRubrikbeimehrals30Prozentderrund50000LeserBeachtung
findet, auch wenn diese Vielzahl von Personen keineausgearbeitete Lösung ein-
sendet.
DieZeitschriftSterneundWeltraumhatdaserklärteZiel,„imSinnederVolks-
bildung zu wirken und den Leser sowohl über die heutige Weltraumforschung
zuverlässigzu unterrichtenals ihmauchdiefüreinwahres VerständnisihrerEr-
gebnisseerforderlichenGrundlagenzuvermitteln...“,wieesdieGründungsher-
ausgeber Prof. Hans Elsässer (1929–2003), Dr. Rudolf Kühn (1926–1963) und
Dr.KarlSchaifersindererstenAusgabederZeitschrift1/1962formulierten,und
dieRubrik„ZumNachdenken“isteinTeildiesesVersprechensandieLeser.Ge-
naujeneimJahr1962formulierteMotivationbeseeltheutealleKolleginnenund
Kollegenim HausderAstronomie(HdA)aufdemCampusdesMPIA, dasseine
Existenz zu einem nicht geringen Teil auch der Zeitschrift Sterne und Weltraum
verdankt.DasHdAisteinedirekteFolgederBildungslawine,diemitSuW einen
VII
Wieallesbegann
.Abb.1 AngeregtdurchAndreiR.
Serban,einenLöserderAufgabe30
„SonnenstandinGreenwich“und
demFotoaus.Abb.5.20ausdem
Jahr1982,entstanddieseAufnahme
vonAxelM.QuetzimJahr2003
sichtbaren Anfang nahm. Hier residiert auch die Redaktion der Zeitschrift, und
hierentstehenunterderLeitungvonPDDr.OlafFischerauchdieastronomischen
Unterrichtseinheiten von WIS!, dem Projekt „Wissenschaft in die Schulen“. Für
audiovisuelleKanäleerstelltDr.KlausJäger(MPIA)fürSterneundWeltraumseit
demJahr2013die„AstroViews“, Filmevon10 bis20Minuten Längezu einem
astronomischenThema,oftmitaktuellemBezug.
DurchVermittlungvonJakobStaudeundProf.Dr.Karl-HeinzLotze(Friedrich-
SchillerUniversitätJena)erhieltdiesesBuchkompetenteUnterstützungdurchDr.
Stefan Völker, Universität Jena, der seine Expertise bei der Zusammenstellung
undAufarbeitungderbiszu35JahrealtenAufgabeneinbringt(.Abb.2).
Vorwort
Als Autor derAufgaben in „Zum Nachdenken“habeich von den Chefredakteu-
renimmervolleUnterstützungerlebt.EinVierteljahrhundertlangdurchDr.Jakob
StaudeundnunauchschonwiederimneuntenJahrdurchdenjetzigenChefredak-
teur, Dr. Uwe Reichert. Beiden möchte ich dafür meinen allerherzlichsten Dank
aussprechen.OhnediebeidengäbeesdieseAufgabensammlungnichtundinder
Folge auch nicht dieses Buch. Genauso verhält es sich mit meinem Co-Autor,
Dr. Stefan Völker. Ohne ihn und seine Vermittlung durch Prof. Karl-Heinz Lot-
zehättesichdiesesWerknichtrealisierenlassen.Ichdankebeidensehrherzlich!
DasArbeitenimUmfelddesMax-Planck-InstitutsfürAstronomieistäußerst
befruchtend.Insbesondereauchdeswegen,weilderGründungsdirektordesMPIA,
Prof.HansElsässer,auchMitgründervonSuWwarunddiesevorteilhafteSituation
inseinerNachfolgedurchdieDirektorenProf.ThomasHenning,Mitherausgeber
vonSuW,undProf.Hans-WalterRiximmernochexistiert.
An dieser Stelle möchte ich Dank sagen bei meinen Kollegen, die eigene
Aufgaben zur Rubrik „Zum Nachdenken“ beigetragen haben: Dr. Ulrich Basti-
an(AstronomischesRechen-InstitutdesZentrumsfürAstronomiederUniversität
Heidelberg,ZAH),Dr.UlrichKlaas(MPIA),Dr.GerhardKlare(Landessternwarte
KönigstuhldesZAH)undDr.MartinBurgdorf,jetztamMeteorologischenInstitut
der Universität Hamburg, Dr. Jochen Eislöffel, nun an der Thüringer Landes-
sternwarte Tautenburg, Prof. Harry Hühnermann, ehemals Universität Marburg,
sowie Prof. Hans-Ulrich Keller, ehemaliger Leiter des Planetariums Stuttgart,
undDr.BerndLoibl,langeJahreLeiterdesPlanetariumsWolfsburg.MeinDank
gilt auch dem Buchautor Dr. Volker Kasten, Mathematiker an der Universität
Hannover, dem Buchautor Dr. Wolfgang Steinicke, Leiter der VdS-Fachgruppe
„GeschichtederAstronomie“,sowiedenLesernDr.JoachimKarweil(1913–1997)
undMartinDeye.
EinherzlichesDankesendeichanDr.MichaelSarcander(PlanetariumMann-
heim),derwährendseinerZeitamMPIAwertvollerRatgeberwar.
ImLaufderZeithabenmehrals2300LeserLösungeneingesandt.IhreAus-
dauerundihrEinfallsreichtumwarenmirAnspornundBelohnung.Immerwieder
erreichten dieSuW-RedaktionAusarbeitungen,diean Originalitätnichtzuüber-
bietenwarenundgroßesStaunenhervorriefen.NichtwenigederLöserinnenund
LösersindderRubriküberviele,vieleJahrehinwegtreugeblieben.Ihnenallen:
ganzherzlichenDank!
EinigederAufgabenentstandennurdeswegen,weilBildautoreneinFotoüber-
sandten und eine Frage damitverknüpften. In der Folgewurde daraus ein „Zum
Nachdenken“.VielenDank!
Über lange Jahre lang half meine Frau Gudrun bei der Erfassung der einge-
gangenen Lösungen, hierfür sage ich ihr herzlichen Dank. Besonders erwähnen
möchte ich auch meinen Redaktionskollegen Dr. Martin Neumann, der mir bei
vielenFrageneinwertvollerundkompetenterDiskussionspartnerwar.
EsistmireintiefesBedürfnis,auchjenePersonenzuerwähnen,dieanderfrü-
henWeichenstellungmeinesWerdegangsmitgewirkthaben.MeinInteresseander
IX
Vorwort
AstronomiewurdedurchmeinenGroßvaterFritzTheodorPeter(1905–1974)ge-
wecktunddurchmeineElternKarlheinz(1922–1999)undIngeborgE.M.Quetsch
(1930–2013)gefördert. Ihnen verdankeich mein Studium.Das Interesse an Ma-
thematikundPhysikfördertenmeineLehreramMax-Planck-GymnasiumRüssels-
heim,StDRobertChristoph(1935–2011)undOStRManfredOssig((cid:2)1935).Erste
astronomischeGrundlagenvermitteltemirOStRKarlBenz((cid:2)1938,damalsLehrer
amRüsselsheimerImmanuel-Kant-Gymnasium),dessenWerkderAmateurastro-
nom(damalsGermanistikstudent)KlausFreiburg((cid:2)1947)fortsetzte.DankIhnen
allen!
AxelM.Quetz
Ich bin 1986 geboren. In diesem Jahr erschien bereits die sechste Runde „Zum
Nachdenken“. Seitdem sind mehr als 400 weitere Aufgaben gestellt und gelöst
worden – das istein wahrlich großerSchatz an astronomischenAufgaben.Mein
DoktorvaterKarl-HeinzLotzekamzuBeginnmeinerZeitalsDoktorandmitder
Idee zu mir, diese Aufgaben in Zusammenarbeit mit Sterne und Weltraum als
Sammlungaufzubereiten und als Buch herauszugeben. Er beschrieb mir dies et-
waso:„Das sindwirklichschöneAufgaben,damussmannachdenkenundlernt
etwasüberdieSache.MansetztnichtbloßZahleninFormelnein“1.Schnellwar
ich für das Projekt Feuer und Flamme, und dennoch hat es bis zur Realisierung
dieses Buches einige Zeit gedauert, denn „mal eben schnell nebenbei“, wie ich
anfangsdachte,lassensichHunderteAufgabennichtüberarbeiten.
Überarbeiten ist vielleicht der falsche Begriff – man sollte besser von einem
„update“derAufgabensprechen–,denninderZeitseitderenersterVeröffentli-
chungistzumTeileinigespassiert,undnatürlichistderKenntnisstandderastro-
nomischenForschungheuteeinandererals1981.ZweiBeispiele:DerersteExo-
planetumeinensonnenähnlichenSternwurdeimJahr1995entdeckt,2017wissen
wirbereitsvonTausenden.1988startetenzweisowjetischeRaumsondeninRich-
tungdesMarsmondesPhobos.DieAufgabe66„Phobos-Springer“im7Abschn.
3.2 wurde ursprünglich im September 1988 gestellt – war also hochaktuell. Sie
behandeltdieAnziehungskräfteaufeinenKörperaufderOberflächevonPhobos.
Man konntein derRedaktion von SuW natürlich nichtwissen, dass der Kontakt
zubeidenSondennurwenigspäterverlorengehenunddieMissionenniemalsihr
Zielerreichensollten.
Teildes„updates“istauchdienochmaligeDurchsichtallerandieRedaktion
von SuW gesandten Lösungen – ein ebenso aufwendiger wie interessanter Zeit-
vertreib. Ich möchtean dieser Stelle allen Lösern derAufgaben meinen Respekt
aussprechen.ÜberdieJahrehabenSieErstaunlichesgeleistet.Ichbinimmerwie-
derverblüfftüberdieAkribieaufdereinenSeiteunddiePrägnanzaufderanderen
Seite, mit der die Lösungen ausgearbeitet wurden, und das oft über viele Jahre
hinweg.
StefanVölker
1NatürlichmussmanamEndederÜberlegungentrotzdemfastimmerZahleninFormelneinsetzen–
aberebennichtnur!
Zu den Autoren
AxelM.Quetz((cid:2)1956)studierteanderUniversitätHeidelbergPhysikundAstro-
nomiemitdemAbschlussDiplomphysiker.Unmittelbardanach,1984,engagierte
ihnHansElsässerinseinerFunktionalsDirektordesMPIAalswissenschaftliches
Mitglied am Institut und ein Jahr später in seiner Funktion als Herausgeber von
SuW fürdieRedaktionderZeitschrift. SchonwährenddesStudiumslegteAMQ
dieRubrik„ZumNachdenken“imJahr1981unterdemneuenChefredakteurJa-
kob Staude neu auf und sorgt noch heute jeden Monat als Autor für eine neue
Ausgabe.
StefanVölker((cid:2)1986)studierteanderFriedrich-Schiller-Universität(FSU)Je-
naPhysik,ChemieundAstronomiefürdas Lehramtam Gymnasium.Nach dem
StudiumarbeiteteeralswissenschaftlicherMitarbeiterinderArbeitsgruppeFach-
didaktikderPhysikundAstronomiederFSUundpromoviertedort2015miteinem
astronomiedidaktischen Thema. In naher Zukunft wird er seinen Vorbereitungs-
dienstfürdasLehramtaneinemThüringerGymnasiumabsolvieren.
.Abb.2 BeimerstenZusammentreffenderbeidenAutorenentstanddiesesFotovonAxelM.Quetz
(links)undStefanVölker.
