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Das James-Webb-Teleskop im fachübergreifenden MINT-Unterricht

Das 2021 gestartete James-Webb-Weltraumteleskop wurde im Lagrange-Punkt L2 des Systems Sonne – Erde platziert. Im vorliegenden Beitrag werden die Ansätze zur Berechnung der Lagrange-Punkte dargelegt.

Publisher: T³ Deutschland - Materialien

Author: Veit Berger

Område:  STEM  Fysik  Datavetenskap  Matematik

Labels  TI-Basic ,  Python ,  Astronomie ,  Nollställen

Mit dem im Dezember 2021 gestarteten James-Webb-Weltraumteleskop (engl. James Webb Space Telescope, abgekürzt JWST) soll insbesondere die Bebachtung weit entfernter Galaxien im Infrarot-Bereich erfolgen. Für optimale Beobachtungsverhältnisse wurde es im Lagrange-Punkt L2 des Systems Sonne – Erde platziert. Die Lagrange-Punkte L1 bis L5 beschreiben in diesem System kräftefreie Zustände von kosmische Kleinstkörpern und Satelliten.
Im vorliegenden Beitrag werden die mathematisch-physikalischen Grundlagen der Langrange-Punkte L1 bis L3 dargelegt. Die vergleichsweise einfachen Lösungsansätze führen allerdings zu Gleichungen, die elementar für Schülerinnen und Schüler nicht mehr lösbar sind. Während unter TI-Basic ein numerisches Lösungswerkzeug bereit steht, muss dieses in Python erst implementiert werden. Der entsprechende Algorithmus basiert auf der Nullstellensuche stetiger Funktionen durch Intervallschachtelung. Dabei wird eine rekursive Lösung der iterativen gegenübergestellt.
Das vorliegende Material soll dazu anregen, das James-Webb-Teleskop fachübergreifend im naturwissenschaftlichen Unterricht zu thematisieren.

 

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