Mit Highspeed-Kameras ist es Doktoranden der Jade Hochschule gelungen, das Volumen riesiger, frei schwebender Seifenblasen zu bestimmen, die nur wenige Sekunden bestehen. Fast wären sie damit ins Guiness Buch der Rekorde gekommen.
Es sollte die größte schwebende Seifenblase der Welt werden, die das Seifenblasen-Künstler-Duo „Paris Bubble“ im Oktober 2017 beim Festival Bubblemania im Wolfsburger Wissenschaftsmuseums Phaeno produzieren wollten. Den aktuellen Weltrekord von 19,8 m3 wollten sie um 10 % überbieten.
Das Museum hatte bei Professor Thomas Luhmann von der Jade Hochschule nach entsprechender Messtechnik angefragt, ohne die es keinen Eintrag in das Guiness Buch der Rekorde gibt. Das ist keine alltägliche Messaufgabe und sie bietet mehr als eine Herausforderung. Ich musste einfach zusagen“, sagt Luhmann. Der Spezialist für optische 3D-Messtechnik beauftragt seine Doktoranden, Versuche im hauseigenen Labor der Abteilung Geoinformation durchzuführen. Die Ausstattung umfasst unter anderem Highspeed-Kameras, die für solche Messaufgaben geeignet sind. Sie sind in der Lage mehrere Tausend Bilder pro Sekunde aufzunehmen und können dadurch sich bewegende Freiformen erfassen.
Getestet wurde ein Verfahren, bei dem die längliche Seifenblase von drei Seiten gleichzeitig gefilmt wird. In den Aufnahmen werden Punkte auf dem Rand der Blase bestimmt, die von mehreren Seiten sichtbar sind. Über die korrespondierenden Punkte lassen sich die Fotos auf eine Ebene entzerren, sodass man in ihnen Abstände messen kann. „Trivial ist diese Messung nicht. Die Seifenblase ist nicht kreisrund, ändert ständig ihre Form und ist natürlich durchsichtig. Das macht es schwer, die identischen Punkte in den Bildern zu bestimmen“, erläutert Luhmann.
Für die Bestimmung des Volumens wurde ein bestehendes mathematisches Verfahren verfeinert. Hierfür wird die entstandene Grundfläche der Seifenblase in hauchdünne ellipsenförmige Scheiben zerteilt. In den Aufnahmen wird nun die Größe der Ellipse gemessen, das Volumen berechnet und aufsummiert.
Leider scheiterte der Versuch. Die geringe Luftfeuchtigkeit im Phaeno machte den Künstlern zu schaffen. „Natürlich haben wir den Künstlern den Erfolg gewünscht. Aber für uns stand die Messung im Vordergrund und die hat reibungslos geklappt“, sagt Rofallski. „Es war sehr spannend, dieses anspruchsvolle Projekt eigenständig durchzuführen und wir konnten wertvolle Erfahrungen machen. Die messtechnische Methodik bietet außerdem viel Potential für eine wissenschaftliche Veröffentlichung.“
