Τα Τηλεσκόπια Faulkes: σχολική αστρονομία με τηλεσκόπια που ελέγχονται από απόσταση σε πραγματικό χρόνο

Μετάφραση Θοδωρής Πιερράτος

Θελήσατε ποτέ να ρίξετε μια κοντινή ματιά στα άστρα; Ο Rachel Dodds, μέλος του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes, εξηγεί πώς μπορείτε να κάνετε αυτό ακριβώς, μαζί με τους μαθητές σας χωρίς μάλιστα  να βγείτε από τη σχολική αίθουσα!

Μια έρευνα που πραγματοποιήθηκε από ερευνητές και υπεύθυνους σχεδιασμού εκπαίδευσης στη Μεγάλη Βρετανία αποκάλυψε ότι το διάστημα ασκεί «άμεση και θετική επίδραση στις επιλογές σπουδών και επαγγέλματος» και ότι αυξάνει την ενεργοποίηση των μαθητών στις φυσικές επιστήμες, ανεξάρτητα από φύλο, ηλικία, ικανότητα ή πολιτιστικό επίπεδο Spencer & Hulbert, 2006).

Το Πρόγραμμα Τηλεσκοπίων Faulkes ξεκίνησε στο Ηνωμένο Βασίλειο το Μάρτιο του 2004 και στόχος του είναι να εμπλέξει τους μαθητές με την πραγματική επιστήμη, χρησιμοποιώντας τα μεγαλύτερα ρομποτικά τηλεσκόπια στον κόσμο. Επί του παρόντος υπάρχουν δυο τηλεσκόπια σε λειτουργία: ένα στο νησί Μάουι στη Χαβάϊ, και ένα ακόμη στο Siding Spring στη Νότια Νέα Ουαλία στην Αυστραλία. Μολονότι τα τηλεσκόπια αυτά είναι εξοπλισμένα με ερευνητικής ποιότητας όργανα, έχουν κατασκευαστεί για εκπαιδευτικούς σκοπούς και έχουν την υποστήριξη που παρέχει η ομάδα των Τηλεσκοπίων Faulkes. Τα τηλεσκόπια ελέγχονται σε πραγματικό χρόνο από τους χρήστες μέσω ενός απλού δικτυακού τόπουw1 παρέχοντας σε μαθητικές τάξεις μαγευτικές εικόνες του διαστήματος μέσα σε λίγα λεπτά. Η δυνατότητα αυτή παρέχει σε όλους τους μαθητές να ξεκινήσουν εργασίες αστρονομίας έχοντας πρόσβαση σε εξειδικευμένο εξοπλισμό τελευταίας τεχνολογίας.

Περισσότερα από 450 σχολεία στη Μεγάλη Βρετανία συμμετέχουν αυτή τη στιγμή στο Πρόγραμμα Τηλεσκοπίων Faulkes, λαμβάνοντας εικόνες από μακρινά αστρονομικά αντικείμενα. Αλλά τα τηλεσκόπια προσφέρουν πολλά περισσότερα από όμορφες εικόνες: η πραγματική επιστήμη ξεκινά όταν αρχίζει η επεξεργασία αυτών των εικόνων. Χρησιμοποιώντας το Βόρειο Τηλεσκόπιο (στη Χαβάη), οι μαθητές ανακάλυψαν νέους αστεροειδείς, παρατήρησαν υπερκαινοφανείς αστέρες, και μελέτησαν φαινόμενα όπως οι μυστηριώδεις εκλάμψεις ακτίνων γ. Είναι δυνατό να προσδιοριστεί η τροχιά των αντικειμένων που παρατηρούνται καθώς κινούνται στον ουρανό, καταγράφονται μεταβολές στη φωτεινότητα, μπορεί ακόμη να προσδιοριστεί η χημική σύσταση χρησιμοποιώντας διαφορετικά φίλτρα. Μια ομάδα σχολείων στο Ηνωμένο Βασίλειο βοηθάει τους αστρονόμους να ονομάσουν έναν αστεροειδή που παρατηρήθηκε με το Βόρειο Τηλεσκόπιο Faulkes, τον πρώτο αστεροειδή που ανακαλύφθηκε χρησιμοποιώντας τα τηλεσκόπια Faulkes. Η δυνατότητα παρατήρησης σε πραγματικό χρόνο, μοναδική στα τηλεσκόπια Faulkes, δίνει μια ισχυρή αίσθηση ιδιοκτησίας των εικόνων στους μαθητές. Σε συνδυασμό με το δυναμικό μιας πραγματικής ανακάλυψης που προσφέρουν τα τηλεσκόπια, προκύπτει ένα πανίσχυρο εκπαιδευτικό εργαλείο.

Φωτογραφία του σπειροειδούς γαλαξία Μ65 που τράβηξε και επεξεργάστηκε ο Nic Szymanek Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes

Τα Τηλεσκόπια Faulkes μπορούν να εμπλουτίσουν τη διδασκαλία πολλών αντικειμένων, όχι μόνο των φυσικών επιστημών. Η πιο προφανής εφαρμογή είναι η φυσική, με θέματα όπως το φως, η Γη και το ηλιακό σύστημα, ο κύκλος ζωής των άστρων, να προσφέρουν μια εξαίρετη δυνατότητα για χρήση των τηλεσκοπίων, ακόμη και στο πλαίσιο ενός περιοριστικού αναλυτικού προγράμματος. Ωστόσο, τα Τηλεσκόπια Faulkes, μπορούν επίσης εύκολα να συσχετιστούν με άλλα διδακτικά αντικείμενα όπως η πληροφορική, η χημεία και η τεχνολογία, και έχουν χρησιμοποιηθεί σε διαθεματικά προγράμματα συνδυάζοντας την ομορφιά του διαστήματος με το δημιουργικό γράψιμο, τις τέχνες και τη σχεδίαση, ακόμη και τη μουσική, το χορό και το θέατρο.

Το Πρόγραμμα Faulkes στη Ρωσία, ξεκίνησε στις 20 Σεπτεμβρίου 2006 στο Ινστιτούτο Αστρονομίας Sternberg, στο κρατικό Πανεπιστήμιο Lomonosov της Μόσχας Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes

Στο γενικό σχολείο West Monmouth στη Νότια Ουαλία στο Ηνωμένο Βασίλειο, χρησιμοποίησαν τα τηλεσκόπια για να υποστηρίξουν μαθητές με ειδικές ανάγκες να αποκτήσουν βασικές ικανότητες στην ομαδική εργασία και δεξιότητες στην παρουσίαση εργασιών, ενώ επίσης μελετούσαν για να δώσουν εξετάσεις αστρονομίας (συνήθως τις δίνουν στην ηλικία των 16 ετών). Οι μαθητές επέδειξαν τις δεξιότητες που ανέπτυξαν σε ειδική εκδήλωση στο Κάρντιφ τον Οκτώβριο του 2006 με μια εντυπωσιακή παρουσίαση. Οι μαθητές επικοινώνησαν με τηλεδιάσκεψη με συνεργαζόμενα σχολεία και αστρονόμους. Ο συντονιστής καθηγητής, κ. Kerry Pendergast,  είναι δεινός ερασιτέχνης αστρονόμος για πολλά χρόνια. Μιλώντας για αυτές τις δραστηριότητες αστρονομίας είπε: "Το Πρόγραμμα Τηλεσκοπίων Faulkes άσκησε μεγάλη επιρροή στο West Monmouth.”

Το Πρόγραμμα Τηλεσκοπίων Faulkes παρέχει περισσότερα από τη χρήση τηλεσκοπίου: είναι διαθέσιμα υποστηρικτικό υλικό και εκπαιδευτικές πηγές. Ο δικτυακός τόπος παρέχει μια διεπιφάνεια ελέγχου των τηλεσκοπίων σε πραγματικό χρόνο και τμήμα κρατήσεων, καθώς επίσης και συμβουλές για σχεδιασμό, προτάσεις για κατάλληλες εργασίες, συζητήσεις και αρχείο εικόνων, και λειτουργεί ως πύλη σε πολλά επιπλέον χαρακτηριστικά.

Ο γαλαξίας Whirlpool. Αυτή η τετράχρωμη φωτογραφία δημιουργήθηκε από τον Daniel Duggan του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes

Αυτή η εικόνα στο νεφέλωμα του Αετού τραβήχτηκε από μαθητές του Λυκείου Thomas Hills, στο Ηνωμένο Βασίλειο, και την επεξεργάστηκε ο Tommi Warton, τεχνικός του σχολείου Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes

Κάθε ένα από τα Τηλεσκόπια Faulkes ζυγίζει 25 τόνους, έχει ύψος 8 μέτρα, το κύριο κάτοπτρο έχει διάμετρο 2 μέτρα, και περιέχονται μέσα σε ένα καινούργιο θόλο Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes

Στο Ηνωμένο Βασίλειο προσφέρονται, σε όλη την επικράτεια, ελεύθερες ημέρες για την εκπαίδευση εκπαιδευτικών, καλύπτοντας ένα ευρύ φάσμα θεμάτων που περιλαμβάνουν επεξεργασία εικόνας και συνδέσμους επιστημονικών αναλυτικών προγραμμάτων. Ένα νέο πρόγραμμα online εκπαίδευσης δοκιμάζεται συμπληρωματικά σε αυτά τα μαθήματα, και θα είναι διαθέσιμο διεθνώς.

Ο εκπαιδευτικός βραχίονας του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes ήδη εκτείνεται πέρα από το Ηνωμένο Βασίλειο. Όταν η ΝΑΣΑ εκτόξευσε μια χάλκινη «σφαίρα» προς τον κομήτη Tempe 1 το 2005, οι πρώτες εικόνες λήφθηκαν από τη Γη από μια ομάδα χειριστών του Βορείου Τηλεσκοπίου από σχολεία της Χαβάης και της Ισλανδίας, δουλεύοντας με την ομάδα του καθηγητή Alan Fitzsimmons του Πανεπιστημίου Κουίν στο Μπέλφαστ της Βόρειας Ιρλανδίας. Περισσότερα μικρής κίμακας προγράμματα πραγματοποιήθηκαν στη Μαλαισία, το Ισραήλ, την Πορτογαλία και τη Γαλλία, τα δυο τελευταία σε συνεργασία με το πρόγραμμαw1 της Ευρωπαϊκής Ένωσης «Hands-On Universe”. Από το Σεπτέμβριο του 2006, ένα πρόγραμμα καταγραφής εκρήξεων υπερκαινοφανών αστέρων, διοργανώθηκε από Πολωνικά σχολεία, με τη συνεργασία του Βρετανικού Συμβουλίου. Οι μαθητές μετρούνε μεταβολές στη φωτεινότητα των υπερκαινοφανών αστέρων, πληροφορία που μπορεί να βοηθήσει τους επαγγελματίες αστρονόμους να κατανοήσουν τις διαδιακασίες που καθορίζουν το θάνατο μαζικών άστρων.

Μαθητές καθώς χρησιμοποιούν Τηλεσκόπια Faulkes Μαθητές σχολείου ελέγχουν ένα τηλεσκόπιο σε πραγματικό χρόνο Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes

Ένα άλλο, πολύ μεγαλύτερο, πρόγραμμα που χρηματοδοτείται από το Βρετανικό Συμβούλιο, που περιλαμβάνει σχολεία και αστρονόμους από τη Ρωσία, ξεκίνησε στη Μόσχα το Σεπτέμβριο του 2006w4. Εικοσιτέσσερα σχολεία από πέντε περιοχές της Ρωσίας συνεργάζονται με τοπικούς αστρονόμους για να μελετήσουν γαλαξίες, αστεροειδείς και υπερκαινοφανείς, πραγματοποιώντας μια γενναία συνεισφορά στην επιστημονική γνώση. Ο Δρ Paul Roche, Διευθυντής του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes είπε: «Η σύνδεση λαμπρών και με κίνητρα μαθητών με ερευνητές [στη Ρωσία] θα μας δώσει τη δυνατότητα να ελέγξουμε  τα σχέδια μας για ανάπτυξη προγραμμάτων ‘πραγματικής αστρονομίας’ σε ολόκληρο τον κόσμο». Ο Δρ Patrick Fullick από το Σχολείο Εκπαίδευσης του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον, ο οποίος συντονίζει το πρόγραμμα του Βρετανικού Συμβουλίου στη Ρωσία, πιστεύει ότι «η Βρετανία και η Ρωσία έχουν πολλά να μάθουν η μία από την άλλη στα πεδία των φυσικών επιστημών, των μαθηματικών και της εκπαίδευσης υπολογιστών, και στενότερες επαφές μπορούν να αποφέρουν μεγάλα κέρδη στην εκπαίδευση και στις δυο χώρες».

Η ομάδα επίσης ελπίζει να φέρει σε επαφή τα σχολεία του Ηνωμένου Βασίλειου με τους συνεργάτες τους σε όλον τον κόσμο ώστε να εξυπηρετήσει την ανταλλαγή ιδεών, τις γλωσσικές δεξιότητες και πολιτιστική ενημερότητα, διαμέσου ηλεκτρονικής αλληλογραφίας, τηλεδιασκέψεων και, εν δυνάμει, επισκέψεων. Ένα μεγάλο πλεονέκτημα των τηλεσκοπίων είναι η δυνατότητά τους να προάγουν συνεργασίες όχι μόνο μεταξύ διαφορετικών σχολείων αλλά επίσης μεταξύ σχολείων και επιστημόνων..

Στα τέλη του 2005, το Πρόγραμμα Τηλεσκοπίων Faulkes, ενσωματώθηκε σε ένα ακόμη μεγαλύτερο πρόγραμμα, στο Παγκόσμιο Δίκτυο Τηλεσκοπίων του Αστεροσκοπείου Las Cumbresw5. Το πρόγραμμα αυτό θα περιλαμβάνει τελικά 40 με 50 ρομποτικά τηλεσκόπια διαφορετικών μεγεθών, διασκορπισμένα σε όλο τον κόσμο, με αρκετά τηλεσκόπια να παρατηρούν ταυτόχρονα κάθε στιγμή, σχηματίζοντας ένα πραγματικά παγκόσμιο παρατηρητήριο. Μολονότι τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια είναι κυρίως για ερευνητική χρήση, αυτό το δίκτυο θα περιλαμβάνει επίσης δεκάδες τηλεσκόπια ταγμένα για εκπαιδευτική χρήση. Επιπρόσθετα, το πρόγραμμα θα εκπαιδεύσει ανθρώπους να δράσουν ως «πρεσβευτές» στις χώρες τους, παρέχοντάς τους πηγές και δυνατότητες ώστε να εκπαιδεύσουν άλλους στη χώρα τους να χρησιμοποιήσουν τα τηλεσκόπια. Κάτω από την ομπρέλα του Παγκόσμιου Δικτύου Τηλεσκοπίων του Αστεροσκοπείου Las Cumbres, τα εκπαιδευτικά προγράμματα που παρέχονται επί του παρόντος στο Ηνωμένο Βασίλειο από το Πρόγραμμα Τηλεσκοπίων Faulkes θα επεκτεθούν διεθνώς, κάνοντας χρήση της αυξημένης πρόσβασης σε τηλεσκόπια και γεωγραφικές περιοχές.

Το Πρόγραμμα Τηλεσκοπίων Faulkes προσφέρει εκπαίδευση στη χρήση των τηλεσκοπίων και τις εφαρμογές τους στην εκπαίδευση Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Προγράμματος Τηλεσκοπίων Faulkes

Τέλος, ο στόχος του Αστεροσκοπείου Las Cumbres είναι να προσφέρει μια ελεύθερη υποστηρικτική υπηρεσία σε χρήστες σε όλο τον κόσμο, παρόμοια με αυτή που παρέχεται αυτή τη στιγμή στο Ηνωμένο Βασίλειο, και να εμπλουτίσει την εκπαίδευση μαθητών πολλών διαφορετικών πολιτισμών και υπόβαθρου μέσα από την πρόσβαση σε ενδιαφέροντα ερευνητικά επιστημονικά προγράμματα.

Αναφορές

Spencer P, Hulbert G (2006) The Education and Skills Case for Space. Swindon, UK: Particle Physics and Astronomy Research Council. www.pparc.ac.uk/Ed/ESCS.asp

Αναφορές στο διαδίκτυο

w1 –Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το Πρόγραμμα Τηλεσκοπίων Faulkes και τους τρόπους που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις υποδομές με τους μαθητές σας, δείτε: www.faulkes-telescope.com

w2 – Ευρωπαϊκή Ένωση European Union Hands-On Universe (EU-HOU)

w3 – Το Πρόγραμμα Τηλεσκοπίων Faulkes στην Πολωνία, του Βρετανικού Συμβουλίου

w4 – Το Πρόγραμμα Τηλεσκοπίων Faulkes στην Ρωσία, του Βρετανικού Συμβουλίου

w5 – Το Παγκόσμιο Δίκτυο Τηλεσκοπίων του Αστεροσκοπείου Las Cumbres

Πηγές

Beare R et al. (2003) Remote access astronomy. Physics Education 38: 232-236

Beare R (2004) Astronomy-related content and robotic telescopes in upper secondary physics courses. School Science Review 86: 113-120