1 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΜΕ ΘΕΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ ΚΑΙ ΤΟ ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΕΙΣΗΓΗΤΗΣ: ΤΣΟΥΠΗΣ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΕ03 1 ου ΓΕΝ ΛΥΚΕΙΟΥ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ Αφορμή για την παρουσίαση αυτή το γεγονός ότι τα τρία τελευταία χρόνια διδάσκεται το μάθημα της ερευνητικής εργασίας στην Α και στη Β Λυκείου. Η ερευνητική εργασία είναι μάθημα που βαθμολογείται και σκοπό έχει να εισαγάγει το μαθητή στην ιδέα της ομαδικής έρευνας, της συλλογής και αξιολόγησης πληροφοριών και της παρουσίασής της στο τέλος του τετραμήνου. Ο τρόπος εργασίας είναι διαφορετικός από τα υπόλοιπα μαθήματα. Η απουσία του βιβλίου αναγκάζει τον υπεύθυνο καθηγητή και τους μαθητές να αναζητούν υλικό από πολλές πηγές. Αυτό απαιτεί χρόνο και αρκετή προσπάθεια. Επιπλέον τα μέσα που διαθέτουν τα σχολεία είναι ανεπαρκή. Τα τμήματα των project σε πολλές περιπτώσεις λειτουργούν παράλληλα το ίδιο δίωρο (ώστε να συμμετέχουν σε αυτά μαθητές από διαφορετικά τμήματα, με «ελεύθερη» επιλογή τους). Αυτό δημιουργεί αξεπέραστα πολλές φορές προβλήματα. Η επιλογή του θέματος δεν είναι πάντα εύκολη. Μια εκτεταμένη περιοχή θεματολογίας προσφέρει η αστρονομία και το διάστημα. Οι αναφορές που ακολουθούν στόχο έχουν να δώσουν κάποιες ιδέες. Η θέα του ουρανού ανέκαθεν ασκούσε ιδιαίτερη γοητεία στον άνθρωπο. Πολλοί αρχαίοι λαοί θεοποίησαν κάποια ουράνια σώματα (π.χ. Τη Σελήνη και τον ήλιο). Αργότερα ένοιωσε την ανάγκη να κατανοήσει τα φαινόμενα που παρατηρούσε και να αναγνωρίσει τα σώματα που έβλεπε. Προέκυψαν έτσι κάποια αστρονομικά προβλήματα με τα οποία ασχολήθηκαν πολλοί, μεταξύ αυτών ο Πλάτωνας, ο Αριστοτέλης, ο Αρίσταρχος, Ο Ίππαρχος και ο Πτολεμαίος. Κάποια φαινόμενα που παρατηρούνταν, κυρίως σχετικά με την κίνηση των πλανητών, έδωσε πολλές αφορμές στην ανθρώπινη σκέψη για προβληματισμό, για αιώνες. Ο άνθρωπος έφτιαξε μοντέλα που περιέγραφαν το σύμπαν και πρόβλεπαν με θαυμαστή ακρίβεια τη κίνηση και τη θέση των περισσότερων πλανητών. Θυμηθείτε στο σημείο αυτό το μηχανισμό των Αντικυθήρων, που σήμερα αναγνωρίζεται διεθνώς σαν ο πρώτος αναλογικός υπολογιστής. Πέρασαν όμως περίπου 20 αιώνες μέχρι να κατανοήσει την πραγματική δομή του σύμπαντος. Η προσπάθεια της περιγραφής της κίνησης των ουρανίων σωμάτων (κυρίως των πλανητών) έδωσε μεγάλη ώθηση στις φυσικές επιστήμες. Η ιστορία των επιστημών περιέχει πολλά κεφάλαια σχετικά με τα
2 αστρονομικά προβλήματα. Η επίλυση των παραπάνω προβλημάτων άλλαξε εντελώς την εικόνα που είχε ο άνθρωπος για το σύμπαν. Η ιδέα όμως να μην είναι η γη το κέντρο του σύμπαντος δεν έγινε εύκολα αποδεκτή για κοινωνικούς, φιλοσοφικούς, και θεολογικούς λόγους. Ας μη ξεχνάμε όσα αντιμετώπισε ο Γαλιλαίος από την ιερά εξέταση. Ο έναστρος ουρανός ασκεί ακόμα και σήμερα γοητεία, αφήνει τη ανθρώπινη φαντασία να ταξιδέψει στα πιο μακρινά όριά του. Μη ξεχνάτε πως η φαντασία ταξιδεύει με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός. Παρά το μέγεθος των γνώσεων που έχουμε σήμερα για το σύμπαν, μεγάλο ποσοστό των ανθρώπων αγνοεί σχεδόν τα πάντα γύρω από το θέμα. Αυτό οφείλεται από τη μια πλευρά στο γεγονός ότι οι νύχτες μέσα στις πόλεις είναι πολύ φωτεινές, από την άλλη δε στους ρυθμούς της ζωής στη σύγχρονη κοινωνία. Πριν από λίγες μόλις δεκαετίες οι άνθρωποι μετρούσαν το χρόνο, στη διάρκεια της νύχτας, παρατηρώντας τη θέση των αστερισμών στον ουρανό και την ημέρα ακολουθώντας την κίνηση του ήλιου. Με τον ίδιο τρόπο προσανατολίζονταν. Πόσοι άνθρωποι σήμερα μπορούν να διακρίνουν τον πολικό αστέρα που δείχνει το βορά; Οι μαθητές δείχνουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για ενημέρωση σε τέτοια θέματα. Σήμερα βρισκόμαστε στη διαστημική εποχή που διανύει μόλις τον πρώτο αιώνα της. Η διαστημική έρευνα όμως σημείωσε ραγδαία ανάπτυξη, η οποία στηρίχθηκε στην αλματώδη τεχνολογική πρόοδο του 20 ου και του 21 ου αιώνα. Από την άλλη πλευρά η διαστημική τεχνολογία, οδήγησε σε εφαρμογές που σχετίζονται άμεσα με την ζωή όλων μας. Τα τελευταία 30 χρόνια σημαντικό ρόλο στα διαστημικά δρώμενα παίζει και η Ευρώπη. Αποτέλεσμα της συνεργασίας των ευρωπαϊκών χωρών είναι ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) του οποίου μέλος αποτελεί και η χώρα μας. Ο ESA μόνος του ή σε συνεργασία με τη NASA και τις αντίστοιχες υπηρεσίες άλλων χωρών (Ρωσίας Ιαπωνίας κλπ) πραγματοποίησε μεγάλο αριθμό αποστολών στο διάστημα. Πολλές αποστολές είναι σε εξέλιξη και ακολουθούν και άλλες. Σε πολλά προγράμματα του ESA εργάζονται ή συμμετέχουν και Έλληνες επιστήμονες. Ο ESA ενθαρρύνει τη συμμετοχή των μαθητών σε ερευνητικά προγράμματα που σχετίζονται με το σχεδιασμό και την ανάπτυξη προσομοίωσης δορυφόρων και πειραμάτων σε περιβάλλον μικροβαρύτητας που μπορούν να εκτοξευθούν με μπαλόνια ή με ρουκέτες. Στόχος του προγράμματος είναι να εμπνεύσει νέους ανθρώπους, φέρνοντάς τους κοντά με συνομηλίκους άλλων εθνικοτήτων, και κάποιοι από αυτούς να ακολουθήσουν σταδιοδρομία στον τομέα της επιστήμης και της τεχνολογίας. Τέτοιο πρόγραμμα είναι το διαγωνιστικό CanSat, στο οποίο φέτος κέρδισαν τη συμμετοχή δυο ελληνικά σχολεία, το 3 ο Γενικό Λύκειο Μυτιλήνης και το λύκειο Βιάννου, σε σύνολο εννιά Ευρωπαϊκών σχολείων που προκρίθηκαν. Τα σχολεία αυτά θα ταξιδέψουν στη Νορβηγία τον Ιούνιο.
3 Τα παραπάνω μπορούν να δώσουν πολλές ιδέες για ερευνητική εργασία σε συνεργασία με τoν ESA. Είναι φανερό ότι πως η γνώση ξένης γλώσσας (Αγγλικής) είναι προϋπόθεση για τη συμμετοχή. Βέβαια η αγγλική γλώσσα δίνει ένα πλεονέκτημα σε όλες τις ερευνητικές εργασίες για το διάστημα, κυρίως όταν χρησιμοποιούμε το διαδίκτυο. ΘΕΜΑΤΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ Από τον Ιούλιο Βερν στην έξοδο του Voyager 1 από το ηλιακό σύστημα. Σύγκρουση κομήτη, μετεωρίτη ή αστεροειδή με τη Γή: Μύθοι και πραγματικότητα. Από τον Αρίσταρχο στον Κοπέρνικο. Από το Γεωκεντρικό στο Ηλιοκεντρικό σύστημα. Πυρηνική σύντηξη: Η «καθαρή» ενέργεια; Αποικισμός και γεωποίηση του Άρη. Τα δύο τελευταία δεν υλοποιήθηκαν ακόμα. Ας δούμε παρακάτω αναλυτικά δυο θέματα που υλοποιήθηκαν. 1) Από τον Ιούλιο Βερν στην έξοδο του Voyager 1 από το ηλιακό σύστημα Με αφορμή την ανακοίνωση της NASA το Σεπτέμβριο του 2013, ότι ο Voyager 1 βρίσκεται, από τον Αύγουστο του 2012, εκτός του ηλιακού συστήματος διαπραγματευτήκαμε το παραπάνω θέμα με τα παρακάτω υποθέματα για τις ομάδες εργασίας: Α) Τα έργα του Ιουλίου Βερν που περιγράφουν ένα ταξίδι έξω από τα γήινα όρια και η αξιολόγησή τους. Για ποιο λόγο ο Ιούλιος Βερν θεωρείται ο πρώτος συγγραφέας επιστημονικής φαντασίας για το συγκεκριμένο θέμα; Πόσοι επιστήμονες εμπνεύστηκαν από τα έργα αυτά και ποιες σωστές προβλέψεις έκανε; Β) Ποιοι ήταν οι πρωτοπόροι που με το έργο τους οδήγησαν στην διαστημική εποχή; Γ) Περιγραφή των επιτευγμάτων του ανθρώπου στο διάστημα από τη δεκαετία του 1950 μέχρι σήμερα. Προοπτικές για το μέλλον. Δ) Ιδιαίτερη αναφορά στο πρόγραμμα Voyager. Σε πους πλανήτες προσέγγισαν τα δυο διαστημόπλοια; Ποιες ήταν οι ιδιαίτερες συνθήκες που επέτρεψαν την πραγματοποίησή του προγράμματος και γιατί δε θα ήταν εφικτό κάτι ανάλογο
4 σήμερα; Πως διαπιστώθηκε ότι ο Voyager 1 βρίσκεται στο μεσοαστρικό χώρο; Πόσο μακριά είναι σήμερα και μέχρι πότε θα στέλνει στη Γή πληροφορίες; Ε) Η εξερεύνηση του διαστήματος απαιτεί τεράστια ποσά. Το εγχείρημα δέχεται από πολλούς κριτική, με το βασικό επιχείρημα ότι τα παραπάνω ποσά θα μπορούσαν να ανακουφίσουν από τα δεινά τους πολλές ομάδες ανθρώπων. Η εξερεύνηση του διαστήματος τελικά είναι επένδυση στο μέλλον της ανθρωπότητας ή μια περιττή δαπάνη; Υπάρχουν οφέλη για τον απλό άνθρωπο από τη διαστημική τεχνολογία; Εδώ μπορούμε να φτιάξουμε ένα ερωτηματολόγιο με τις απόψεις του κόσμου. 2) Σύγκρουση κομήτη, μετεωρίτη ή αστεροειδή με τη Γή: Μύθοι και πραγματικότητα Κυκλοφορούν στο διαδίκτυο αμέτρητα ευφάνταστα βίντεο ή ιστοσελίδες με σενάρια καταστροφής. Πολλά από αυτά αναφέρουν και ημερομηνίες. Με αφορμή την προσέγγιση ενός αστεροειδή στη Γή στις 15 Φεβρουαρίου 2013 και συμπτωματικά την ίδια μέρα της εισόδου και έκρηξης του μετεωρίτη στο Τσελιαμπίνσκ της Ρωσίας, εξετάσαμε το ενδεχόμενο της καταστροφής της Γής από ένα εξωγήινο σώμα. Ερωτήματα για τις ομάδες εργασίας. Α) Ποια είναι αυτά τα σώματα και από πού προέρχονται; Β) Έχουν γίνει στο παρελθόν τέτοιες συγκρούσεις; Ποιες ήταν οι επιπτώσεις για τα έμβια όντα; Τι ρόλο παίζει το μέγεθος του αντικειμένου; Πόσο συχνά είναι τέτοια γεγονότα; Υπάρχουν σημάδια τέτοιων συγκρούσεων στη γήινη επιφάνεια; Γ) Υπάρχουν ανάλογα γεγονότα σε άλλα μέλη του ηλιακού συστήματος; Δ) Με ποιο τρόπο μας προστατεύουν οι μεγάλοι πλανήτες και κυρίως ο Δίας; Ε) Υπάρχει τρόπος να προστατευθούμε αν διαπιστώσουμε ότι ένα τέτοιο αντικείμενο βρίσκεται σε τροχιά σύγκρουσης με τη Γή; Πόσο σημαντική είναι η έγκαιρη αναγνώριση ενός τέτοιου κινδύνου; Υπάρχει σήμερα τρόπος έγκαιρης προειδοποίησης; ΣΤ) Μήπως υπήρξαν κάποια οφέλη από τέτοια καταστροφικά γεγονότα; (εμπλουτισμός της Γής με στοιχεία, νερό κλπ, ενδεχόμενη προέλευση της ζωής)
5 Η) Πώς αντιμετωπίζεται ο συγκεκριμένος κίνδυνος σε ταινίες επιστημονικής φαντασίας; Βλέπουμε εδώ πόσο μπορούμε να διευρύνουμε το θέμα μιας σύγκρουσης με ουράνιο σώμα. ΕΠΙΛΟΓΟΣ Είδαμε εδώ λίγες μόνο ιδέες. Υπάρχουν πολλές ακόμα. Το διάστημα είναι μια συνεχής πρόκληση για νέα ταξίδια, νέες θαυμαστές ανακαλύψεις. Τελευταία ακούμε για ανθρώπινες αποστολές στον πλανήτη Άρη. Αν και δείχνει πρόωρο και ριψοκίνδυνο, φαίνεται πως πλησιάζει η μέρα που ο άνθρωπος θα πατήσει στον Άρη. Αυτό το καλοκαίρι η αποστολή Ροζέτα του ESA μετά το δεκαετές της ταξίδι φτάνει στον προορισμό της, τον κομήτη 67P/Churyumov Gerasimenko. Θα είναι η πρώτη φορά που ο άνθρωπος θα προσεδαφίσει σε κομήτη συσκευές ανάλυσης καθώς ο κομήτης θα πλησιάζει τον ήλιο. Σε ένα χρόνο η αποστολή New Horizons της NASA φθάνει στον Πλούτωνα. Και αυτή θα είναι η πρώτη αποστολή στον Πλούτωνα. Έχουμε πολλά ακόμα να δούμε και να μάθουμε. Σκεφτείτε κάτι ακόμα: Σκεφτείτε λοιπόν την εκδοχή να εργάζονται για μελλοντικές αποστολές, κάποιοι από τους σημερινούς μαθητές μας και εμείς να είσαστε η έμπνευσή τους για την επιλογή τους αυτή.. Κυρίες και κύριοι ευχαριστώ που με ακούσατε.