Von einbeinigen Robotern und Exoplaneten

Die Siegerinnen und Sieger des 50. Bundeswettbewerbs von Jugend forscht stehen fest. Deutschlands beste Nachwuchswissenschaftler wurden am 30. Mai in Anwesenheit von Bundespräsident Joachim Gauck, Bundesbildungsministerin Johanna Wanka, der rheinland-pfälzischen Ministerpräsidentin Malu Dreyer und des Vorstandsvorsitzenden der BASF SE Kurt Bock im BASF Feierabendhaus in Ludwigshafen ausgezeichnet.

In der Physik errang Anselm von Wangenheim aus Nordhessen den ersten Platz. Dem 18-jährigen Schüler gelang es mit aufwändigen physikalischen und mathematischen Überlegungen zu zeigen, dass ein Roboter mit nur einem Bein stabil stehen und sich kippend fortbewegen kann. Die Rotation einer Schwungmasse bewahrt den „Monopod“ dabei vor dem Umfallen. Mit einem Modell konnte er seine Theorie überprüfen.

Besonders beeindruckt zeigte sich die Jury davon, wie der Jungforscher die anspruchsvolle Regelungstechnik eigenständig implementiert hat und wie er ein theoretisches Konzept im Detail ausarbeiten und praktisch demonstrieren konnte. Der erste experimentelle Erfolg dabei ist ein „Duopod“, den der Schüler aus Schaschlikspießen, Holzleim und Sensoren baute.

Doch nicht nur, wo Physik draufsteht, ist Physik drin. In der Kategorie „Geo- und Raumwissenschaften“ erhielten Patricia Asemann (16) und Robin Heinemann (16) aus Hessen den ersten Preis für ihr Computerprogramm, mit dem sie die Bahndaten extrasolarer Planetensysteme simulieren können. Dabei bauten sie auf hochaktuellen Forschungsergebnissen auf. Im Juni 2014 gelang es Astronomen mit ALMA, dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, eine protoplanetare Scheibe um den jungen Stern HL Tauri mit bis dahin unerreichter Auflösung abzubilden.

Inspiriert durch diese Bilder entwickelten Patricia Asemann und Robin Heinemann eine aufwändige N-Körper-Simulation, mit der sich Millionen von Kleinkörpern in einem gemeinsam erzeugten Gravitationsfeld simulieren lassen. Damit konnten sie zeigen, dass – anders als in unserem Sonnensystem – sehr große Planeten einen Zentralstern in engen Bahnen umkreisen können, ab welchem Stadium die Gravitation einen entscheidenden Einfluss bei Planetenentstehung ausübt und wann Planeten in Zweistern-Systemen ihre stabilen Bahnen verlassen.

Sowohl Anselm von Wangenheim als auch Patricia Asemann und Robin Heinemann haben ihre Arbeiten am Schülerforschungszentrum Nordhessen in Kassel durchgeführt, das von Klaus-Peter Haupt, Fachleiter für Physik am Studienseminar für Gymnasien in Kassel, gegründet wurde. Für seine Verdienste in der Förderung des Interesses von Schülerinnen und Schülern an der Physik erhielt Haupt 2008 die Georg-Kerschensteiner-Medaille der DPG.

„Jugend forscht“ geht auf den Verleger und „Stern“-Gründer Henri Nannen zurück, der den Wettbewerb 1965 aus der Taufe hob. Vorbild waren die „Science Fairs“, die in den USA bereits eine lange Tradition hatten. Der deutsche Wettbewerb für Jungforscherinnen und -forscher gewann mit den Jahren ständig an Attraktivität. In der ersten Wettbewerbsrunde beteiligten sich „nur“ 244 Mädchen und Jungen, 1971 wurde bereits die Tausendermarke überschritten. Zur 50. Wettbewerbsrunde meldeten sich 11 502 Jungforscherinnen und Jungforscher an, davon immerhin knapp 36 Prozent Mädchen.

Das diesjährige Jubiläumsfinale wurde gemeinsam von der BASF SE als Bundespatenunternehmen und der Stiftung Jugend forscht e. V. ausgerichtet. Bundespräsident Joachim Gauck lobte in seiner Rede „Jugend forscht“ als „Leistungswettbewerb, der bis heute Spaß und Freude an der Sache nicht nur erlaubt, sondern sogar schafft und steigert – in meinen Augen eine der besten Bildungsinnovationen, die unser Land hervorgebracht hat.“

Alexander Pawlak / Jugend forscht /BASF