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

NASA RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge vybízí studenty ve stupních 7–12, aby prozkoumávali a budovali dovednosti pro úspěšnou kariéru v přírodních vědách, technologiích, strojírenství a matematice (STEM pole ) prostřednictvím dvou fází projektového učení a týmové soutěže. Zkušenost RealWorld-InWorld poskytuje týmům studentů, kteří původně pracují s učiteli / trenéry, příležitost řešit inženýrské problémy inspirované NASA a poté vytvářet řešení se studenty vysokých škol a inženýrskými mentory v prostředí virtuální reality. Týmy zvažují otázky z reálného světa týkající se jak vesmírného dalekohledu Jamese Webba, tak obratného humanoidního robota známého jako Robonaut 2, a poté se snaží vyvinout logistická řešení skutečných problémů, které dnes vědci a vědci řeší. RealWorld-InWorld je společná vzdělávací iniciativa Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) National Institute of Aerospace (NIA), USA DNES vzdělávání a LearniT-TeachiT.

RealWorld-InWorld NASA Engineering Design Challenge staví na úspěšné výzvě SIGHT / INSIGHT designu vyvinuté USA TODAY Education a NASA a Virtual Exploration Sustainability Challenge (VESC) vyvinuté NIA a NASA. Obě vzdělávací iniciativy byly založeny na tématech a obsahu NASA pro studenty v ročníku 7-12. Prohlubují porozumění studentům v oblasti kariéry STEM, projektového managementu a inovací NASA.

Řešení problému

Studenti se pokusí odpovědět na jednu ze dvou otázek týkajících se buď vesmírného dalekohledu Jamese Webba nebo Robonauta 2.

  • Robonaut 2 má neuvěřitelný pár paží a vyvíjí se řada nohou, ale to, co potřebuje, je způsob, jak se připevnit k vnějším stěnám Mezinárodní vesmírné stanice v otevřeném prostoru. Navrhněte pro Robonaut 2 stopu „nula G“, která vám poskytne stabilitu a podporu při procházkách vesmírem.
  • Vesmírný dalekohled Jamese Webba je velký infračervený vesmírný dalekohled navržený jako náhrada Hubblova kosmického dalekohledu. Navrhněte velký štít, který dokáže udržet JWST chladný a zároveň mu umožní detekovat infračervené světlo ze slabých zdrojů, jako jsou vzdálené galaxie a extrasolární planety.

Sponzoři a partneři

Robonaut 2

Historie a aplikace

Robonaut 2 je vysoce obratný antropomorfní humanoidní robot postavený a navržený na NASA Johnson Space Center. Robonaut 2 se používá v situacích, kdy jsou rizikové faktory příliš vysoké, a tím ohrožují lidský život. Vývoj Robonaut 2 a v budoucnu dalších šikovných humanoidních robotů posílí naše schopnosti pro průzkum a konstrukci ve vesmíru tím, že nám umožní vysílat roboty s větší mobilitou než vhodní astronauti, aby mohli plnit složité mise nebo se vydávat do prostředí, která nejsou bezpečné pro lidi. Robonaut 2 se vyznačuje tím, že je prvním svého druhu (existují čtyři podobní roboti), který nejen že jde do vesmíru, ale také plní úkoly na palubě Mezinárodní vesmírná stanice (ISS). Robonaut 2 nebo R2, jak se běžně označuje jako, je prvním americkým robotem, který nastoupil na ISS. Hodnota toho, že je robot „obratný humanoid“ na rozdíl od jakéhokoli jiného designu, spočívá v tom, že R2 může používat stejné nástroje, které používáme, a pracovat vedle nás ve stejných prostorech. To je neuvěřitelně efektivní, protože nebude nutné vytvářet nové nástroje pro usnadnění misí Robonaut 2. Při vývoji R2 spolupracuje NASA General Motors (GM) a Oceánské vesmírné systémy (OSS). Tato partnerství pomohou zrychlit R2 jako novou technologii a pomohou robotovi překonat lidskou zručnost - k čemuž dosud neodpovídá - a poté se uplatní v leteckém a automobilovém průmyslu.

R2 vylepšuje svého předchůdce R1 mnoha způsoby. R2 se pohybuje čtyřikrát rychleji než R1, je kompaktnější a má vyšší úroveň obratnosti a hlubší a širší rozsah snímacích schopností. R2 obsahuje mnoho pokročilých technologií, včetně optimalizovaného překrývajícího se obratného pracovního prostoru se dvěma rameny, sériové technologie elastického kloubu, prodlouženého pohybu prstů a palců, miniaturizovaných 6osých siloměrů, snímání nadbytečné síly, ultrarychlých řadičů kloubů, extrémního pohybu krku a kamery s vysokým rozlišením a IR systémy.

Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST)

Historie a aplikace

Vesmírný dalekohled Jamese Webba je další generací systémů pro zobrazování v hlubokém vesmíru. Vesmírný dalekohled Jamese Webba usiluje o lepší pochopení původu Země a života ve vesmíru. Tento dalekohled je významný pro budoucí vědecké objevy a prostřednictvím výzvy RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge využívají studenti inženýrský konstrukční proces k řešení problémů souvisejících s vesmírným dalekohledem Jamese Webba.

James Webb

Vesmírný dalekohled Jamese Webba, známý také jako JWST, byl pojmenován po bývalém správci NASA Jamesi Webbovi. Webb provozoval vesmírnou agenturu od února 1961 do října 1968.[5] Má se za to, že významně přispěl k vesmírné vědě, která vedla k JWST, vesmírnému dalekohledu nové generace, který nese jeho jméno. Webb je nejčastěji spojen s Vesmírný program Apollo. Vzhledem k jeho obrovským úspěchům je překvapivé, že Webb se zdráhal přijmout pozici správce NASA. Nebyl inženýr ani vědec, ale zastával jiné významné pozice ve vládním a leteckém průmyslu. Prezident Kennedy věřil, že Webb je nejlepším mužem na této pozici, a přesvědčil ho, že pozice administrátora NASA je do značné míry politicky orientovaná.

Přestože se prezident Kennedy před koncem století zavázal k přistání muže na Měsíci, Webb věřil, že tato výzva je důležitá spíše v mnoha odvětvích, jako je vzdělávání a průmysl, nikoli striktně politická. Webbovi se připisuje velká vědecká produktivita vesmírné agentury v 60. letech. Mnoho programů umožnilo Američanům objevit nové informace o vesmíru pomocí sond zaslaných na Mars a Venuše, zatímco jiné Američany připravily na první kroky na Měsíci pomocí robotického průzkumu povrchu.[5] V době, kdy Webb odešel do důchodu v roce 1968, krátce před přistáním měsíce v roce 1969, agentura zahájila více než 75 misí.

Webb posílil roli vědců při rozhodování agentury. Rovněž se aktivně podílel na vytváření vazeb mezi NASA a vysokoškolským vzděláním v Americe. Webb vytvořil univerzitní program NASA, který pomohl založit vesmírné granty, poskytovat stipendia postgraduálním studentům a budovat vědecko-výzkumné laboratoře na univerzitách. Toto propojení mezi NASA a vzděláváním pokračuje i dnes a je doloženo výzvou RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge. Tato výzva je zaměřena na dalekohled, který nese jméno Jamese Webba, muže, který zahájil Ameriku v úspěšné éře průzkumu vesmíru, který poskytl mnoho porozumění a vědeckého průlomu.

Dalekohled

Kosmický dalekohled Jamese Webba je vypuštěn v roce 2018.[6] Na své oběžné dráze asi 1 milion mil od zemského povrchu bude JWST používat infračervenou technologii k nahlédnutí do vesmíru, což pomůže vědcům provádět pozorování o původu vesmíru. JWST bude sledovat historii vesmíru od okamžiků následujících po Velký třesk prostřednictvím formování solárních systémů, včetně našich vlastních. Bude studovat původ prostředí podporujících život a proces formování planet.

JWST je společným úsilím mezi NASA, Evropská kosmická agentura a Kanadská kosmická agentura. Projekt v současné době spravuje Goddardovo vesmírné středisko NASA. Smluvní společností podílející se na vývoji je Northrup Grumman. Po spuštění bude dalekohled provozován Vědecký ústav pro vesmírný dalekohled. Projekt byl dříve znám jako „Vesmírný dalekohled nové generace „ale byla přejmenována po Jamesi Webbovi v roce 2002.

Cíle JWST jsou seskupeny do čtyř vědeckých témat:

  1. The End of Dark Ages: First Light and Reionization
  2. Shromáždění galaxií
  3. Zrození hvězd a protoplanetární systémy
  4. Planetární systémy a počátky života

JWST je podobný svému předchůdci, Hubbleův vesmírný dalekohled V některých ohledech, ale v mnoha ohledech je odlišný, umožňuje vědcům získat nové perspektivy a porozumění vesmíru. JWST „pohlíží“ na vesmír v infračervené oblasti, zatímco Hubble na vesmír pohlíží opticky a ultrafialově. Tato kombinace hledisek umožňuje vědcům sestavit ucelenější obraz vesmíru. Zrcadlo na JWST je také mnohem větší než zrcadlo na Hubbleově kosmickém dalekohledu, což mu umožňuje sbírat ještě více světla a dívat se ještě dále v čase. Vzhledem k tomu, že světlo cestuje velkou rychlostí, tím dál od většího času uplynulo od jeho vzniku. JWST bude také obíhat mnohem dále od Země než Hubble. Hubble sídlí velmi blízko Země, zatímco JWST bude bydlet mnohem dál než dokonce Měsíc.

Začínáme 2011

Fáze 1: RealWorld

SZO

Učitelé / trenéři a studenti středních škol

Co

Spolupracujte jako inženýři a vědci na zkoumání a navrhování řešení pro jeden ze dvou problémů v reálném světě souvisejících s buď Vesmírný dalekohled Jamese Webba nebo Robonaut 2. RealWorld Solutions jsou vytvářena v prostředí tváří v tvář malých týmů studentů středních škol a trenérů / učitelů. Předložená finální řešení projektu budou uvedena na webu RealWorld-InWorld a týmy získají uznání za svou práci. Pouze týmy, které do 27. ledna 2012 předloží svá konečná řešení projektu RealWorld, mají nárok na přechod do fáze InWorld.

Fáze 2: InWorld

SZO

Zúčastnění vysokoškoláci si vyberou týmy 3-5 studentů středních škol a jejich učitele / trenéra. Každý tým vybere zúčastněného technického mentora. Mnoho účastníků je také účastníkem programu NASA INSPIRE.[7][8]

Co

Pracujte ve virtuálním 3D prostředí pomocí nástrojů 21. století, abyste zdokonalili návrhy a vytvořili 3D modely Webb Telescope a Robonaut 2. Inženýři z obou odlišných projektů navštíví a „chatují“ s InWorld během celé výzvy. Na rozdíl od RealWorld se InWorld Challenge nachází ve virtuálním prostředí hostovaném ve světě virtuální reality NIA Universe. Týmy vytvářejí a staví svá řešení navrhovaných problémů v tomto virtuálním prostředí.

Reference

  1. ^ „NASA - Home“. Nasa.gov. 27. 04. 2012. Citováno 2012-05-07.
  2. ^ „Corporate site - NIA Home“. Nianet.org. Citováno 2012-05-07.
  3. ^ „USA DNES Vzdělávání: Podpora amerických pedagogů více než 25 let“. Usatodayeducate.com. Citováno 2012-05-07.
  4. ^ „Vzdělávací komunita Learnit | Užitečné zdroje pro lepší vzdělávání“. Nortellearnit.org. Citováno 2012-05-07.
  5. ^ A b „Vesmírný dalekohled Jamese Webba“. Jwst.nasa.gov. Citováno 2012-05-07.
  6. ^ „Vesmírný dalekohled Jamese Webba“. Jwst.nasa.gov. Citováno 2012-05-07.
  7. ^ NASA INSPIRE
  8. ^ http://www.nasa.gov/audience/foreducators/9-12/features/inspire-students-speak-out.html

externí odkazy