NASA RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge - NASA RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge - Wikipedia

НАСА RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge 7-12 сынып оқушыларын жаратылыстану ғылымдары, технологиялар, инженерия және математика саласындағы табысты мансапқа дағдыларды қалыптастыруға және зерттеуге шақырады (STEM өрістері ) жобалық оқыту мен командалық бәсекенің екі кезеңі арқылы. RealWorld-InWorld тәжірибесі бастапқыда оқытушылармен / жаттықтырушылармен жұмыс жасайтын студенттердің командаларына виртуалды шындық жағдайында НАСА-дан шабыттандырылған инженерлік мәселелерді шешуге, содан кейін университет студенттерімен және инженерлік тәлімгерлермен шешімдер жасауға мүмкіндік береді. Командалар Джеймс Уэббтің ғарыштық телескопына да, Robonaut 2 деген атпен танымал гуманоидтық роботқа да қатысты нақты мәселелерді қарастырады, содан кейін зерттеушілер мен ғалымдар қазіргі кезде шешіп отырған өзекті мәселелердің логистикалық шешімдерін әзірлеумен айналысады. RealWorld-InWorld - Ұлттық аэронавтика және ғарыш кеңесінің (NASA) бірлескен білім беру бастамасы, Ұлттық аэроғарыш институты (NIA), USA TODAY Education және LearniT-TeachiT.

RealWorld-InWorld NASA Engineering Design Challenge USA TODAY Education және NASA әзірлеген сәтті SIGHT / INSIGHT жобалау проблемасына және NIA және NASA әзірлеген Virtual Exploration Sustainability Challenge (VESC) негізінде құрылады. Екі білім беру бастамалары да 7-12 сынып оқушылары үшін NASA тақырыптары мен мазмұнына негізделген. Олар студенттердің STEM мансаптары, жобаларды басқару және NASA инновациялары туралы түсініктерін тереңдетеді.

Мәселені шешу

Студенттер Джеймс Уэббтің немесе Робонаут 2 ғарыштық телескопына қатысты екі сұрақтың біріне жауап беруге тырысады.

  • Robonaut 2-де керемет жұп қол және аяқтың жиынтығы бар, бірақ оған қажет нәрсе - ашық кеңістікте болған кезде өзін Халықаралық ғарыш станциясының сыртқы қабырғаларына бекіту әдісі. Robonaut 2-ге арналған «нөлдік аяқты» жасаңыз, ол ғарыш серуендері кезінде тұрақтылық пен қолдауды қамтамасыз етеді.
  • Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы - бұл Хаббл ғарыш телескопын ауыстыруға арналған үлкен инфрақызыл телескоп. JWST-ті суық ұстай алатын, сонымен қатар инфрақызыл сәулелерді алыс галактикалар мен экстраолярлық планеталар сияқты әлсіз көздерден анықтауға мүмкіндік беретін үлкен қалқан жасаңыз.

Демеушілер және серіктестер

Робонаут 2

Тарих және қолдану

Robonaut 2 - құрастырылған және құрастырылған жоғары декстрозды антропоморфты гуманоидты робот NASA Джонсон ғарыш орталығы. Robonaut 2 қауіп факторлары өте жоғары болған жағдайда және адам өміріне қауіп төндіретін жағдайларда қолданылады. Robonaut 2-нің және болашақта басқа да гуманоидтық роботтардың дамуы ғарыш кеңістігінде барлау мен құрылыс қабілеттерімізді арттырады, бұл бізге сәйкес ғарышкерлерден гөрі мобильділікпен роботтар жіберіп, күрделі тапсырмаларды орындауға немесе қоршаған ортаға әсер етпеуге мүмкіндік береді. адамдар үшін қауіпсіз. Робонавт 2 ғарышқа ұшып қана қоймай, сонымен қатар бортта тапсырмаларды орындайтын бірінші типтегі (осыған ұқсас төрт робот бар) ерекшеленеді. Халықаралық ғарыш станциясы (ХҒС). Робонавт 2 немесе R2, әдетте ол «ХҒС-қа отырған алғашқы АҚШ роботы» деп аталады. «Декстратты гуманоидты» робот болудың мәні кез-келген басқа дизайнға қарағанда, R2 біз қолданатын және сол кеңістіктерде жанымызда жұмыс істейтін құралдарды қолдана алады. Бұл өте тиімді, өйткені Robonaut 2-дің тапсырмаларын жеңілдететін жаңа құралдар жасаудың қажеті жоқ. R2-ді дамыту үшін NASA серіктес болып табылады General Motors (GM) және Мұхиттық ғарыштық жүйелер (OSS). Бұл серіктестіктер R2 жылдамдығын жаңа технология ретінде жеделдетуге көмектеседі және роботқа адамның ептілігін арттыруға көмектеседі, ол оған әлі сәйкес келмеген - содан кейін аэроғарышта да, автомобиль өнеркәсібінде де қолданылады.

R2 өзінің алдындағы R1-ге бірнеше жолмен жақсарады. R2 R1-ге қарағанда төрт есе жылдам қозғалады, ықшам және ептілік деңгейі жоғары және сезу қабілеттерінің тереңірек және кең ауқымына ие. R2 көптеген алдыңғы қатарлы технологияларды қамтиды, соның ішінде оңтайландырылған қос қолды ептілік жұмыс кеңістігі, серпімді түйіспелі технология, саусақ пен саусақтың ұзартылған жүрісі, миниатюралық 6 осьті жүктеме ұяшықтары, артық күш сезу, ультра жоғары жылдамдықты буын контроллері, мойынның экскурсиясы және жоғары ажыратымдылықты камера және IR жүйелері.

Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы (JWST)

Тарих және қолдану

Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы - ғарышты терең бейнелеу жүйесіндегі келесі буын. Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы жердің пайда болуы мен ғаламдағы тіршілік туралы жақсы түсінік беруге тырысады. Бұл телескоп болашақ ғылыми жетістіктер үшін маңызды және RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge студенттері Джеймс Уэббтің ғарыштық телескопына қатысты мәселелерді шешу үшін инженерлік жобалау процесін қолданады.

Джеймс Уэбб

Джеймс Уэббтің JWST деп аталатын ғарыштық телескопы бұрынғы NASA әкімшісі Джеймс Уэббтің есімімен аталды. Уэбб ғарыш агенттігін 1961 жылдың ақпанынан 1968 жылдың қазанына дейін басқарды.[5] Ол ғарыш ғылымына үлкен үлес қосты деп саналады, бұл JWST-ті, оның есімін алып жүретін кейінгі буын телескопын әкелді. Webb көбінесе «Аполлон» ғарыштық бағдарламасы. Оның үлкен жетістіктерін ескере отырып, Уэббтің НАСА-ның әкімшісі лауазымын қабылдағысы келмегені таңқаларлық. Ол инженер немесе ғалым болған жоқ, бірақ үкімет пен аэроғарыш саласында басқа да маңызды қызметтер атқарды. Президент Кеннеди Уэббті осы лауазымға ең жақсы адам деп санады және оны NASA әкімшісінің қызметі негізінен саясатқа бағытталған ұстаным деп сендірді.

Президент Кеннеди ғасырдың аяғына дейін адамды Айға қондыруға міндеттеме алған болса да, Уэбб бұл мәселені қатаң саяси емес, білім мен өндіріс сияқты көптеген салаларда маңызды деп санады. 1960 жылдардағы ғарыш агенттігінің үлкен ғылыми өнімділігі Уэббке жүктелген. Көптеген бағдарламалар американдықтарға Марс пен Венераға жіберілген зондтардың көмегімен ғарыш кеңістігі туралы жаңа ақпарат табуға мүмкіндік берді, ал басқалары американдықтарды Айға алғашқы қадамдар жасауға, жер бетін роботпен зерттеуге дайындады.[5] 1968 жылы Уэбб зейнетке шыққан кезде, 1969 жылы Ай қонардан біраз бұрын, агенттік 75-тен астам миссиясын бастады.

Уэбб агенттіктің шешім қабылдауындағы ғалымдардың рөлін арттырды. Ол сондай-ақ NASA мен Америкадағы университеттік білім арасында байланыс құруда белсенді рөл атқарды. Уэбб НАСА университетінің бағдарламасын құрды, ол ғарыштық гранттарды құруға, магистранттарға стипендия беруге және университеттерде ғылыми зерттеу зертханаларын салуға көмектесті. NASA мен білім арасындағы бұл байланыс бүгін де жалғасуда және RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge-де дәлелденген. Бұл проблема Американы ғарышты игерудің сәтті дәуіріне бастаған көптеген ұғымдар мен ғылыми жетістіктерге жетелейтін Джеймс Уэббтің есімімен аталатын телескопқа бағытталған.

Телескоп

Джеймс Уэбб ғарыштық телескопын 2018 жылы ұшыру жоспарланған.[6] JWST Жер бетінен шамамен 1 миллион миль қашықтықта ғарышқа үңілу үшін инфрақызыл технологияны қолданып, ғалымдарға ғаламның пайда болуы туралы бақылаулар жасауға көмектеседі. JWST ғаламның тарихын келесі кездерден бастап бақылайтын болады Үлкен жарылыс күн жүйелерін, соның ішінде өзімізді құру арқылы. Бұл тіршілік ортасы мен планеталардың пайда болу процесінің пайда болуын зерттейді.

JWST - бұл бірлескен күш НАСА, Еуропалық ғарыш агенттігі, және Канаданың ғарыш агенттігі. Қазіргі уақытта жобаны басқарушылар басқарады NASA Goddard ғарыш орталығы. Әзірлеуге қатысатын мердігер компания болып табылады Нортруп Грумман. Телескоп іске қосылғаннан кейін оны басқарады Ғарыштық телескоп ғылыми институты. Жоба бұрын «Келесі буын ғарыштық телескопы «бірақ 2002 жылы Джеймс Уэббтің атымен өзгертілді.

JWST мақсаттары төрт ғылыми тақырыпқа топтастырылған:

  1. Қараңғы ғасырлардың соңы: алғашқы жарық және реионизация
  2. Галактикалар ассамблеясы
  3. Жұлдыздардың және протопланеталық жүйелердің дүниеге келуі
  4. Планетарлық жүйелер және тіршіліктің пайда болуы

JWST өзінің алдыңғы нұсқасына ұқсас Хаббл ғарыштық телескопы, кейбір жолдармен, бірақ көптеген жолдармен әр түрлі, бұл ғалымдарға жаңа перспективалар мен ғалам туралы түсінік алуға мүмкіндік береді. JWST ғаламшарды инфрақызылға «қарайды», ал Хаббл ғаламға оптикалық және ультра күлгін түстермен қарайды. Бұл көзқарастардың тіркесімі ғалымдарға Ғалам туралы толығырақ бейнені жасауға мүмкіндік береді. JWST-тегі айна ғарыштық телескоптағы Хабблдан гөрі әлдеқайда үлкен, ол одан да көп жарық жинауға мүмкіндік береді және уақытты артқа қарай қарауға мүмкіндік береді. Жарық үлкен жылдамдықпен қозғалатын болғандықтан, ол пайда болған кезден бастап көп уақыт өткен сайын өтті. JWST Хабблдан гөрі жерден әлдеқайда алыс айналады. Хаббл Жерге өте жақын орналасқан, ал JWST тіпті Айға қарағанда әлдеқайда алыс орналасқан.

Жұмысты бастау 2011 ж

1 кезең: RealWorld

ДДСҰ

Мұғалімдер / жаттықтырушылар және жоғары сынып оқушылары

Не

Инженерлер мен ғалымдар ретінде бірлесе жұмыс жасаңыз, екеуіне байланысты нақты екі проблеманың бірін шешуге және жобалауға Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы немесе Робонаут 2. RealWorld шешімдері орта мектеп оқушылары мен жаттықтырушылар / мұғалімдерден құралған шағын командалардың бетпе-бет жағдайында жасалады. Жобаның соңғы шешімдері RealWorld-InWorld веб-сайтында жарияланады және командалар өздерінің жұмыстары үшін марапатқа ие болады. InWorld кезеңіне 2012 жылдың 27 қаңтарына дейін RealWorld жобалық шешімдерін ұсынатын командалар ғана қатыса алады.

2 кезең: InWorld

ДДСҰ

Қатысушы колледж студенттері 3-5 мектеп жасындағы студенттерден құралған командаларды және олардың оқытушысын / жаттықтырушысын таңдайды. Әр команда қатысатын инженерлік тәлімгерді таңдайды. Қатысушылардың көпшілігі NASA-ның INSPIRE бағдарламасының қатысушылары.[7][8]

Не

21 виртуалды ортада 21-ші ғасырдың құралдарын пайдаланып, дизайнды жетілдіруге және Вебб телескопы мен Робонавттың 2-моделін жасауға жұмыс жасаңыз. Екі жобаның инженерлері барлық қиындықтар кезінде InWorld-ке келіп, «сөйлеседі». RealWorld-тен айырмашылығы, InWorld Challenge NIA Universe виртуалды шындық әлемінде орналасқан виртуалды ортада орналасқан. Командалар осы виртуалды ортада ұсынылатын мәселелерге өздерінің шешімдерін жасайды және құрады.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «NASA - үй». Nasa.gov. 2012-04-27. Алынған 2012-05-07.
  2. ^ «Корпоративтік сайт - Home NIA». Nianet.org. Алынған 2012-05-07.
  3. ^ «USA TODAY Education: Американың 25 жылдан астам уақыт бойы білім беру қызметкерлеріне қолдау көрсету». Usatodayeducate.com. Алынған 2012-05-07.
  4. ^ «Learnit білім беру қоғамдастығы | Жақсы білім беру үшін пайдалы ресурстар». Nortellearnit.org. Алынған 2012-05-07.
  5. ^ а б «Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы». Jwst.nasa.gov. Алынған 2012-05-07.
  6. ^ «Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы». Jwst.nasa.gov. Алынған 2012-05-07.
  7. ^ NASA INSPIRE
  8. ^ http://www.nasa.gov/audience/foreducators/9-12/features/inspire-students-speak-out.html

Сыртқы сілтемелер