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Ballone: Alleskönner der Lüfte

Transporter für das neueste Teleskop oder Datensammler: Ballone werden in der modernen Wissenschaft immer wichtiger. Was die Luftkünstler noch so alles draufhaben.
Ballone werden in der Forschung vielfach angewendet.

Das Wichtigste zum Thema Ballone

  • Die US-Raumfahrtbehörde NASA schickt ab 2023 ihr Teleskop ASTHROS mit einem riesigen Heliumballon in die Erd-Atmosphäre. Dort soll es Gase und Sternenstaub untersuchen. Mehr dazu weiter unten.

  • Die ersten Ballone sollen von den Chinesen bereits im 3. Jahrhundert als Signallampen zur Kommunikation benutzt worden sein. Die europäische bemannte Ballonfahrt leiteten 1783 die beiden Brüder de Montgolfier in Frankreich ein. 2019 waren in Deutschland 1.078 Ballone registriert.

  • Dank modernster Technik nutzen Wissenschaftler Ballone heute für die unterschiedlichsten Zwecke. Willst du wissen, wie sie Windenergie produzieren oder Vögel verscheuchen? Hier erfährst du's.

Der Sternen-Gucker

2023 soll es für das Teleskop ASTHROS hoch hinaus gehen. Die NASA schickt es über der Antarktis 40 Kilometer in die Höhe. Das ist ungefähr 4-mal so hoch, wie gewöhnliche Passagierflugzeuge aufsteigen. Diese Schicht nennt sich Stratosphäre und liegt noch fast 60 Kilometer unter der Grenze zum Weltraum.

Ein riesiger Heliumballon von der Größe eines Football-Stadions (150 Meter im Durchmesser) wird das Teleskop in die Lüfte tragen. ASTHROS soll während 3 Wochen dann 2 bis 3 Mal den Südpol umrunden.

Das Teleskop misst die Bewegung und Geschwindigkeit von Gasen und Staub in der Umgebung entstehender Sterne. Dazu fängt es Infrarotwellen auf. So wollen Wissenschaftler herausfinden, wie aus Gas- und Staubgemischen eventuell neue Planeten entstehen.

Seit gut 30 Jahren experimentiert die NASA mit Ballonen und schickt jährlich gut 10 bis 15 auf wissenschaftliche Missionen. Sie sind billiger als Raumfahrt-Programme und haben nicht so lange Entwicklungszeiten. Unten findest du ein Video zum Ballon-Programm der NASA.

Die Ballon-Wissenschaft der NASA

Das alles und noch viel mehr können Ballone

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    Windenergie: Da Wind in 300 bis 600 Metern Höhe stärker und konstanter weht, wird mit Flug-Windkraftwerken experimentiert. Das sogenannte BAT soll pro Jahr doppelt so viel Strom wie Erd-Windräder erzeugen. Ein mit Helium gefüllter Rahmen umschließt eine Turbine. BAT wird mit einer Verankerung am Platz gehalten und sendet darüber auch die Energie zu Boden.

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    Satelliten: Besonders in den 60er- und 70er-Jahren wurden Ballonsatelliten für die Nachrichtentechnik benutzt. In ihrer Umlaufbahn angekommen, pusteten sie sich mit Gas selbst auf. So erreichten sie ihre funktionelle Größe und konnten den Dienst antreten. Mit 41 Metern Durchmesser war "Echo 2" der Größte.

  • Wetter: Meist aus Kautschuk hergestellt, sammeln Wetterballons meteorologische Daten. Sie messen beispielsweise die Höhe der Wolken, die Windrichtung, Lufttemperatur oder -feuchtigkeit. Dazu hängen Radiosonden an ihnen. Die Ballone sind oft mit Helium oder Wasserstoff gefüllt.

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    Vögel: Diese Ballone werden auch "Bird-Kites" genannt und schweben an Leinen über Feldern. Saat-Räuber wie Krähen, Tauben, Stare oder Möwen halten sie für größere Raubvögel und würden niemals unter ihnen fliegen. Steigen die Ballone hoch genug, können sie gut 10 Hektar Ackerland vor dem Appetit der Vögel beschützen.

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    Lawinen: Der Ballon funktioniert wie ein Airbag im Auto und wird von Skifahrern bei einem Lawinenabgang ausgelöst. Dabei pumpt er sich mit einer Stickstoffpatrone auf, wodurch sich das Körpervolumen um gut 170 Liter erhöht. Der Mensch "schwimmt" quasi auf der Lawine, wird nicht so tief verschüttet und kann leichter geborgen werden.

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    Sport: Ballonführer nehmen zum Beispiel an Europa- und Weltmeisterschaften teil. Sie müssen Aufgaben wie Weit- oder Langsamfahrten erledigen, mit einem Marker ein Zielkreuz treffen oder bestimmte Winkel fahren. Der Deutsche Freiballon-Sportverband unterhält unsere Nationalmannschaft.

Mit Gas oder Heißluft: So funktioniert ein Ballon

Gasballone sind mit Gasen gefüllt, die leichter als Luft sind, und erhalten dadurch ihren Auftrieb. Traditionell sind dies Helium oder Wasserstoff. Da Wasserstoff leicht brennbar ist, kam es damit oft zu Unfällen. Der Bekannteste geschah wohl 1937 bei der Landung des deutschen Zeppelins "Hindenburg" in den USA. 36 Menschen starben bei der Explosion.

Heißluftballons verzichten auf solche "Trag-Gase". Ein Brenner erwärmt die Luft im Inneren der Ballonhülle auf etwa 100 Grad Celsius. Die Hülle ist meist aus Nylon. Die Luft darin wird wärmer als die der Umgebung, dehnt sich aus, wird so leichter und verschafft dem Ballon Auftrieb.

Für die Ballonfahrt sind Aufwinde und Lufttemperatur wichtig. Die Führer müssen verhindern, dass Böen die Heißluft nach unten aus dem offenen Ballon herausdrücken, und den Ballon durch Heizen auf der richtigen Höhe halten. Je schwächer die Thermik, desto besser.

Richtig steuern lässt sich der Ballon nicht. Der Führer kann nur durch Steigen und Sinken bestimmte Winde, deren Richtung und Geschwindigkeit, ausnutzen. Heizt er dem Ballon ein, steigt der. Soll er schnell sinken, wird mit einem Seil eine Art Ventil an der Spitze des Ballons betätigt. Es heißt "Parachute" und entlässt schnell heiße Luft aus der Hülle. So kann der Führer mit etwas Geschick und auf einer Höhe zwischen 300 und 3.000 Metern sein Ziel ansteuern.

Bauplan eines Heißluftballons

Besuch in der Werkstatt

Wer darf wo Ballone aufsteigen lassen?

Jeder Ballonführer muss vor dem ersten Start eine Art Pilotenschein machen. Dazu absolviert er eine spezielle Ausbildung samt Prüfung, die zum Beispiel in Vereinen angeboten wird.

Doch selbst mit Schein darf in bestimmten Sicherheitszonen nicht gefahren werden. Dazu gehören beispielsweise Autobahnen, Chemiewerke, Hochspannungsleitungen oder Flughäfen. Auch dürfen hier und da bestimmte Höhen aus Gründen der Flugsicherheit nicht überschritten werden.

Dies gilt auch für unbemannte Ballone - aber auch für Kinderluftballons, wenn mehr als 500 Stück aufsteigen. Selbst unter dieser Anzahl kommt es immer auf die Art der Ballons und den Ort an. Deshalb sollte sich jeder vorher bei der deutschen Flugsicherung informieren.

Auch die beliebten chinesischen "Himmelslaternen", die mit einer Kerze und guten Wünschen romantisch in den Himmel steigen sollen, sind verboten. Landen Sie auf Häusern, Scheunen oder Feldern, können sie Brände auslösen.

Wie gut kennst du dich mit historischen Flugmaschinen aus?

Veröffentlicht: 01.09.2020 / Autor: Sven Hasselberg