Scuola Secondaria di II grado – Pagina 2

Astro Pi – Un esperimento spaziale

Partendo dalla storia dell’alimentazione umana durante le missioni spaziali nei vari decenni e scoprendo come e che tipo di cibo gli astronauti odierni consumano a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, gli studenti hanno potuto apprendere in modo coinvolgente e pratico la composizione di una corretta dieta alimentare da seguire sulla Terra (piramide alimentare).

Infatti, analizzare i menù degli astronauti di oggi e paragonandone i componenti nutritivi con quelli di una corretta dieta mediterranea, è stata l’occasione per discutere delle funzioni dei vari macro e micro nutrienti e per far riflettere gli studenti su quanto effettivamente le proprie abitudini alimentari seguano le indicazioni e le linee guida scientifiche.

A supporto dell’attività, gli studenti hanno avuto l’opportunità di provare personalmente del cibo preparato con tecniche adoperate per la produzione di veri alimenti consumati dagli astronauti nello spazio nel corso delle loro missioni, come ad esempio frutta e gelato prodotti e conservati usando la tecnica del freeze-drying (prodotti commercialmente disponibili). Questo ha fornito l’opportunità di paragonare anche la somiglianza di gusto di questi alimenti spaziali con gli analoghi che vengono comunemente e quotidianamente consumati sulla Terra. Particolare attenzione è anche stata posta all’importanza psico-sociale che il cibo e la nutrizione rappresentano per l’essere umano.

SEARCHING THE COSMIC RAYS

Vogliamo presentarvi il percorso che ci ha impegnati in un’attività di ricerca applicata nelle discipline STEM. Il Team composto da studentesse del corso di Chimica e Biotecnologie, e gli studenti del primo anno di Elettronica per Satelliti, ha studiato l’utilizzo dei metalli conduttori in relazione al loro effetto termoelettrico ed ha sfruttato questa proprietà per un sistema di misura della temperatura che potesse essere montato su un nano-satellite. La domanda che ci siamo posti è ” …cosa possiamo catturare nello spazio che può diventare energia fruibile?”. La successiva domanda è stata “ …possiamo sfruttare le differenze di temperatura per creare piccole quantità di energia”. Il percorso è iniziato con lo studio della chimica dei metalli conduttori. Successivamente, la nostra ricerca ci ha condotti allo studio teorico dell’effetto Seebeck per realizzare una termocoppia. Nella scelta dei metalli abbiamo utilizzato il lavoro di estrazione, il costo, la reperibilità e il punto di fusione. E’ stato stampato in 3D un guscio contenente sia il nano-satellite che la termocoppia il più vicino possibile. La nostra attività ci ha permesso anche di ideare un meccanismo di prova per verificare quale coppia di materiali metallici fosse quella migliore. Ponendo la termocoppia in ambiente esposto ai raggi solari o variazioni di temperatura, e collegati i terminali di un voltmetro, abbiamo provato a misurare la tensione prodotta sulla termocoppia. I Risultati sono stati incoraggianti.

LABORATORIO DI FISICA E ASTRONOMIA

Il progetto, di ampio respiro, prevede, una serie di attività che riguardano l’astronomia, la fisica, il coding ed incontro con personalità del mondo della ricerca scientifica.
Ha la finalità di sviluppare capacità critiche nell’area scientifica, favorire una migliore comprensione del valore della rilevanza scientifica e culturale dell’astrofisica, collocare la scienza in una dimensione umana e fortemente legata a fattori che appartengono alla vita di tutti giorni, rafforzare le conoscenze delle leggi fisiche che regolano l’Universo.

SPACE AND TREES AN INDISSOLUBLE BOND

Quale è il legame tra lo spazio e gli alberi? A parte l’ovvio, gli alberi ci dicono molto sull’ambiente e sul delicato equilibrio che esiste tra il sistema Terra-atmosfera-sole e spazio. Essi infatti svolgono un ruolo fondamentale e un serie di servizi “ecosistemici” come la conversione dell’anidride carbonica in ossigeno e soprattutto agiscono come indicatori di come l’ambiente sta cambiando, sono esempi di sostenibilità ci forniscono idee su come possiamo vivere in modo sostenibile. Numerosi sono gli studi infatti della possibile crescita di specie vegetali nello spazio, in quasi totale assenza di gravità. In questo progetto gli studenti studiano gli alberi come “oggetti ideali” di monitoraggio dello stato di equilibrio tra la terra e lo spazio. Le attività sono state divise in due fasi una di “outdoor experience”di rilievo dati sul campo e una di approfondimento dei dati raccolti utilizzando i satelliti Sentile 2 e Sentinel 5 di european space agency . Durante la prima fase gli allievi hanno effettuato rilievi sul nostro territorio, descrivendo specie vegetali, quantità di bioma (foglie) e copertura verde. Lo studio ha fornito informazioni sulla quantità di carbonio perso dalle foglie in autunno. Nella seconda, grazie all’uso di Earth Observation, gli studenti hanno analizzato e descritto le immagini satellitari del territorio studiato che hanno consentito di effettuare comparazioni ed analisi di periodi differenti .

SOLAR SYSTEM JOURNEY

Il progetto si configura come compito di realtà nel quale gli alunni sono stati chiamati ad attivare le conoscenze acquisite durante il percorso didattico di studio sul sistema solare, per realizzare un elaborato originale fantascientifico che traesse però origine da solide conoscenze scientifiche maturate durante il percorso di studio. Gli alunni sono stati divisi in piccoli gruppi di lavoro, ognuno dei quali si è occupato di immaginare l’ipotetico viaggio tra due pianeti/corpi celesti del sistema solare. È stato chiesto loro di sviluppare l’idea come se si trattasse di un volantino/sito web/brochure proposti dalla fantomatica agenzia spaziale STARGATE che, nell’era dei viaggi spaziali turistici, vuole offrire tour guidati all’interno del sistema solare. La consegna, le modalità di attuazione del compito e gli elaborati di tutti i gruppi di lavoro sono quindi stati raggruppati in un unico progetto visionabile all’interno del seguente link: https://view.genial.ly/62552954af2c16001825a650

La presentazione è stata trasformata in una video-presentazione per rispondere al formato richiesto dal target, ma si consiglia la visione del sito-web linkato sopra, soprattutto per visionare gli elaborati realizzati dagli alunni. Nel video, infatti, è stato possibile descrivere sole le diverse fasi del progetto didattico.

SPAZIO ALLA CONOSCENZA

Questo progetto didattico-divulgativo nasce dall’idea di rendere gli studenti protagonisti del futuro, aprire una piccola finestra della scuola cercando di creare un ponte di dialogo tra mondo dell’Università, della Ricerca e del mondo aziendale proprio nel settore spaziale. Far conoscere con conferenze le più svariate tematiche del settore spaziale e soprattutto le ricadute sulla terra.

MOCRIL (MEASUREMENT OF COSMIC RAYS IN LAKE)

Il progetto MoCRiL (Measurement of Cosmic Rays in Lake) è una riproposizione dell’esperimento di Domenico Pacini in chiave moderna e vuole essere un tributo alla memoria di un grande scienziato Italiano che per primo ha scoperto la radiazione cosmica e poi dimenticato. MoCRiL è un laboratorio subacqueo ideato per riprodurre uno degli esperimenti fondamentali della fisica delle particelle per convincerci che l’Universo non è fatto solo di stelle e pianeti e per escludere che la terra non sia l’unica fonte di radiazioni. Il progetto ha previsto la costruzione di 5 stazioni di osservazione ermetiche (sottomarino) ciascuno dal peso di 6 kg. All’interno vi sono dei pallini di piombo come zavorra, un ArduSiPM e dei sensori per monitorare pressione, umidità, temperatura, un GPS, un M5Stack. I ragazzi, a bordo di un battello del lago Arvo accompagnati dal rispettivo docente hanno immerso il sottomarino per circa 3 ore a diverse latitudini e profondità (10 m). Recuperati i sottomarini ciascuna scuola analizza i propri dati in una scheda microSD. I risultati delle 5 stazioni vengono confrontati per soddisfare un’unica curva che mette in relazione la ionizzazione con la profondità, dimostrando che tale radiazione proviene dall’alto ed è indipendente dalla crosta terrestre. Lo scafo prevede, inoltre, delle connessioni con l’esterno con le quali è stato possibile effettuare delle misure ambientali, come la temperatura e pressione dell’acqua, il grado di salinità, le microplastiche.

DE SIDERIBUS …E SE …VOLESSIMO ASCOLTARE HOLST DAI PIANETI DEL SISTEMA SOLARE?

Il progetto proposto “e se volessimo ascoltare Holst nello spazio?” nasce grazie alla passione di due studenti Andrea di 1^ e Emanuele di 5^ accumunati da due grandi passioni: lo spazio e la musica. Nel loro futuro vedo già fisica e astrofisica. Per chi, come me, non sapesse chi è Holst, ebbene ha composto PIANETI: suite per grande orchestra in sette movimenti. Nel file allegato sono presenti i calcoli e le considerazioni (rigorosamente scientifiche, a volte con un tocco di humor) di come sarebbe bello realizzare un concerto che diffonda musica dal sole a tutti i pianeti del sistema solare. E, contemporaneamente, si evidenziano costi e difficoltà oggettive. Certo il progetto è irrealizzabile, ma le considerazioni permettono di lavorare in ottica stem in diverse discipline: ellisse ed ellissoide, sistema solare, propagazione del suono nel vuoto, nell’atmosfera, in diversi gas, influenza della temperatura e molto altro. Oltre ai calcoli (lodevoli e realistici) gli argomenti affrontati sono spunto per discussioni e riflessioni in classi di diversi ordini di scuola;l’attenzione ai dettagli e valutazioni dal punto di vista fisico, economico, edile sviluppano competenze di imprenditorialità e di ricerca ponderata. che lo rendono valido come proposta di PCTO.Il tema affronta la vita fuori dalla terra con creazione di un modello teorico e la costruzione di un prototipo con materiale povero, oltre al dibattito scientifico.

INFINITY1 – VIAGGIO NELLA STRATOSFERA

Il progetto “Infinity1 – viaggio nella stratosfera” è un progetto realizzato dalle classi del Liceo Scientifico “Enrico Medi” di Montegiorgio (FM) facente parte del Polo Scolastico IISS “Carlo Urbani” di Porto Sant’Elpidio (FM).