stacje bolidowe - Odkrywamy Planety

PRZEMYSŁAW ŻOŁĄDEK
PROGRAM ZAJĘĆ
„STACJE BOLIDOWE”
WSTĘP
Obserwacje meteorów różnymi technikami to od wielu lat jedna z najbardziej produktywnych
dziedzin astronomii przy czym ze względu na swoją specyfikę jest to dziedzina przystępna dla miłośników
astronomii, w najprostszym wariancie nie wymagająca posiadania drogiego sprzętu. Rozwinięcie pewnych
umiejętności, staranności w opracowaniu danych pozwala uzyskać w krótkim czasie wyniki o wartości
naukowej.
Poniżej przedstawiony program ma za zadanie zapoznać uczniów z podstawami praktycznej astronomii
meteorowej. Początkowo prowadzone będą zajęcia powtórzeniowe, utrwalające wiedzę na temat Układu
Słonecznego i wyjaśniające podstawowe pojęcia dotyczące najdrobniejszych ciał którymi będziemy się
zajmować. Uczniowie zostaną zaznajomieni z techniką obserwacji wizualnych i z obróbką danych
uzyskanych poprzez własne obserwacje meteorów
Planowane jest praktyczne użycie stacji bolidowych zamontowanych w czterech Astrobazach (Jabłonowo
Pomorskie, Gostycyn, Żnin, Dobrzyń). Uczniowie zostaną zapoznani z obsługą sprzętu a następnie będą
zaznajamiani z obróbką uzyskiwanych danych. Dane te będą wzajemnie wymieniane pomiędzy Astrobazami
celem porównywania, będą też niezależnie opracowywane przez opiekuna astroteamu. Opiekun raz w
miesiącu przesyłał będzie obszerne podsumowanie dotyczące wyników naukowych uzyskanych przez
kamery w Astrobazach.
W kolejnych miesiącach poruszona zostanie tematyka innych metod obserwacji meteorów, z naciskiem na
obserwacje radiowe które w warunkach szkolnych da się przeprowadzić bez większego problemu. W ramach
programu zaplanowano obserwacje radiowe meteorów. Kilka ostatnich godzin zajęć przewidziano na
tematykę meteorytową.
Po ukończeniu programu uczniowie powinni posiąść umiejętności typowe dla zaawansowanych miłośników
astronomii zajmujących się tematyką meteorową, między innymi będą w stanie samodzielnie prowadzić
obserwacje wizualne i radiowe.
Od strony prowadzenia zajęć zapewne część opisanych niżej zadań może wymagać nieco specjalistycznej
wiedzy i materiałów. Ze swej strony służę prowadzącym wszelką pomocą merytoryczną i materiałami
potrzebnymi do prowadzenia zajęć
Przemysław Żołądek
Użyte oznaczenia:
Zajęcia w astrobazie Zajęcia na platformie e­learningowej
(36A) – numer lekcji przewidzianej do realizacji w Astrobazie
(48P) – numer lekcji przewidzianej do realizacji przy użyciu platformy e­
learningowej
1. Układ Słoneczny (1A)
Powtórzenie ogólnych wiadomości dotyczących układu
Słonecznego. Meteoroidy są obiektami krążącymi właśnie w granicach Układu Słonecznego (choć hipotetycznie zakłada się istnienie meteoroidów w przestrzeni międzygwiazdowej)
Podczas lekcji planowany jest przegląd ciał Układu Słonecznego – Słońca, planet, ze zwróceniem uwagi na istnienie pasa planetoid, Pasa Kuipera. Dobrze jest zwrócić uwagę na istnienie planet wewnętrznych, o dużej gęstości i planet gazowych w większej odległości od Słońca. Warto na przykładach uzmysłowić sobie skalę Układu Słonecznego
2. Ruch po orbicie – podstawowe pojęcia (2A)
Opis ruchu orbitalnego, pojęcia związane z opisem orbity – elementy orbitalne, okres obiegu, prawa Keplera
3. Ruch po orbicie – zajęcia z platformą e­learningową (1P)
Na platformie umieszczone zostaną podstawowe elementy
orbitalne planet Układu Słonecznego. Podczas zajęć należy
porównać orbity planetarne zwracając szczególną uwagę na ich rozmiary, nachylenie i eliptyczność. 4. Pas planetoid, pas Kuipera, obłok Oorta (3A)
Charakterystyka pasa planetoid pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Opis największych obiektów pada planetoid, próba określenia położenia planetoid za pomocą programu komputerowego (np. Celestia). Istnienie przerw Kirkwooda, rodziny planetoid. Warto zwrócić na charakterystyczne nachylenie orbit – planetoidy
głównego pasa krążą po orbitach bliskich ekliptyce bądź też nieznacznie nachylonych. 5. Pas planetoid – zajęcia z platformą e­learningową (2P)
Na podstawie dostępnych danych uczniowie wykonują wykresy
elementów orbitalnych – nachylenia orbity do ekliptyki i półosi wielkiej.
Technika dowolna
6. Pas Kuipera – zajęcia z platformą e­learningową (3P)
Podobnie jak w przypadku pasa planetoid – uczniowie
wykonują wykres nachylenia orbit i półosi wielkiej orbity dla
odnalezionych w dowolnym źródle obiektów Pasa Kuipera
7. Komety (4A)
Opis budowy komet, podział na komety krótkookresowe,
długookresowe. Zachowanie komet podczas przelotu przez centralne obszary Układu Słonecznego
8. Komety – zajęcia z platformą e­learningową (4P)
Odnaleźć i scharakteryzować, przedstawić w postaci wykresu
elementy orbitalne komet. 9. Próba wykonania modelu komety w warunkach pracowni
szkolnej (5A)
Tworzenie modelu komety z suchego lodu
10. Wielkie komety – zajęcia z platformą e­learningową (5P)
Uczniowie przygotowują w ramach pracy domowej prezentacje
dotyczące wybranych przez siebie komet – opisują okoliczności
odkrycia, w jaki sposób i gdzie była widoczna, dalsze losy komety, opisują po jakiej orbicie się porusza
11. Meteory, meteoroidy, meteoryty (6A)
Podczas zajęć następuje zapoznanie z podstawowymi pojęciami
dotyczącymi drobnej materii Układu Słonecznego. Charakteryzowane są meteoroidy, ich własności, rozmiary. Opisywane jest zjawisko meteoru wywoływane
przez wejście meteoroidu do atmosfery ziemskiej. W przypadkach szczególnych dochodzi do upadku meteorytów na powierzchnię naszej planety. Należy położyć nacisk na czytelne rozdzielenie powyższych pojęć które w codziennym życiu i w mediach są bardzo często mylone
12. Skąd się biorą „spadające gwiazdy” (7A)
Na zajęciach opisywane jest powstawanie strumieni meteoroidowych
podczas przejść komet w pobliżu Słońca. Podczas każdego peryhelium z jąder kometarnych wyrzucane są drobiny materii – meteoroidy. Rozkładają się one wzdłuż orbity komety macierzystej tworząc strumień. Strumień z czasem zwiększa swoją objętość a kometa wciąż dostarcza nowego materiału. Inne źródło meteoroidów to zderzenia obiektów planetoidalnych – powstają wówczas meteoroidy o dużej gęstości (np. kamienne, żelazo­niklowe)
13. Roje meteorów 10 S (8A)
Różne komety zostawiają za sobą strumienie meteoroidów. Jeśli strumień taki przechodzi blisko orbity ziemskiej to meteoroidy lecące w takim strumieniu wpadają
do ziemskiej atmosfery. Obserwujemy zjawisko roju meteorów. Meteory wybiegają z jednego obszaru na niebie zwanego radiantem. Istnieje wiele rojów meteorowych – tu można w skrócie, w ramach zajęć opisać te najważniejsze, na razie w skrócie – Kwadrantydy, Lirydy, Perseidy, Orionidy, Geminidy
14. Roje meteorów ­ Praca z platformą e­learningową (6P)
­ Z pomocą dostępnych źródeł ustalić jakie roje meteorów
widoczne są podczas aktualnej nocy
­ Z pomocą dowolnej mapy nieba i dostępnych źródeł określić położenia wszystkich
ważniejszych rojów meteorowych
15. Rozkłady jasności (9A)
Podczas zajęć ćwiczona będzie umiejętność przydatna do
przyszłego opracowania wyników obserwacji wizualnych
Na podstawie rzeczywistych danych pochodzących z dawnych obserwacji rojów tworzony będzie podział zjawisk na grupy o określonej jasności
16. Rozkłady jasności – praca z platformą e­learningową (7P)
Uczniowie na podstawie dostarczonych wcześniej danych wykonają
rozkłady jasności dla przykładowego roju, dla różnych godzin, w
formie tabelki
17. Współczynnik masowy r (10A)
Pojęcie współczynnika masowego jest stosunkowo proste i nie powinno sprawić problemu uczniom. Współczynnik r mówi nam o ile więcej meteorów o jasności m+1 zawiera rój w porównaniu do meteorów o jasności m. Inaczej mówiąc – roje z wysokim r składają się w przeważającej części ze słabych meteorów, roje z niskim r
mają bardziej wyrównany stosunek zjawisk jaśniejszych i słabszych. Na podstawie wykonanych wcześniej rozkładów jasności w prosty sposób określić można r
18. Współczynnik masowy r (11A)
Uczniowie wyznaczają współczynnik r dla przedziałów czasu użytych wcześniej przy wykonywaniu rozkładów jasności. Wyniki nanoszą na wykres i interpretują
19. Prędkości i wysokości zjawisk meteorowych (12A)
Przedstawione zostaną prędkości dla różnych rojów meteorowych. Można schematycznie pokazać w jaki sposób dodają się prędkości orbitalne Ziemi i meteoroidów podczas wzajemnego spotkania. Uczeń który zna zakres prędkości dla meteorów jest w stanie ocenić jak szybko przemieszczają się one na niebie. Znajomość prędkości pozwala przypisywać meteory do rojów podczas późniejszych
obserwacji
Prędkość kątowa na niebie określona jest prostym wzorem wiażącym prędkość rzeczywistą ciała, odległość kątową od radiantu i średnią wysokość meteoru na niebie. Wzór daje wyniki przybliżone ale na potrzeby obserwacji jest zupełnie wystarczający. Warto zauważyć że im dalej meteor od radiantu tym większa jego prędkość kątowa i im niżej na niebie (czyli dalej od obserwatora) tym jego prędkość
mniejsza.
20. Ocena prędkości kątowej – praca z platformą e­
learningową (8P)
Uczeń powinien wykonać tabelkę w której określi prędkość kątową
dla meteorów z kilku znanych rojów. Należy wyznaczyć prędkość dla meteoru znajdującego się na różnej wysokości na niebie, w różnych odległościach od radiantu
21. Kryteria przynależności do rojów (13A)
Znając pojęcie prędkości kątowej i potrafiąc ją wyznaczać, znając pojęcie radiantu roju i wiedząc o istnieniu różnych rojów uczeń może przypisywać meteory obserwowane na niebie (lub w tym przypadku nakreślane na mapie nieba) do konkretnych rojów (lub może stwierdzić że meteor do żadnego roju nie należy). Kryteria przynależności to kierunek, prędkość i długość. O ile dwa pierwsze są już wyjaśnione to w przypadku długości należy pamiętać że meteory należące do danego roju są 2 razy krótsze niż odległość od końca meteoru do jego radiantu
22. Ocena przynależności – praca z platformą e­learningową
(9P)
Uczeń otrzymuje mapy nieba z zaznaczonymi meteorami oraz ich
prędkościami. Na postawie takich danych samodzielnie przypisuje meteory do rojów
23. Pojęcie ZHR (14A)
Przy znajomości wcześniejszych pojęć zrozumienie czym jest ZHR
nie powinno być szczególnie trudne. ZHR pozwala określić w sposób bezwzględny aktywność danego roju. Wychodząc od ZHR możemy określić rzeczywistą aktywność przy danej widoczności (mniej meteorów widać w mieście, więcej pod ciemnym niebem) i przy danej wysokości radiantu. ZHR można też wyznaczać z obserwacji i jest to pierwszy naukowy wynik jaki można uzyskać z prostych obserwacji meteorów. ZHR jest zmienny w czasie, dość trudny do przewidzenia i wyznaczany w prawidłowy sposób niesie rzeczywiste informacje dotyczące budowy
roju.
24­25. Jak wykonujemy obserwacje wizualne (15A ­ 16A)
Krótkie przygotowanie do obserwacji wizualnych. Uczniowie wiedzą już jak rozpoznawać meteory z danych rojów. Podczas zajęć należy wspomnieć o metodzie przeprowadzania obserwacji wizualnych – uczeń zlicza meteory z danych
rojów i notuje do notatnika. Zliczenia dzieli na przedziały czasowe. Określa jasność meteorów porównując ze znanymi gwiazdami. Co jakiś czas określa widoczność w miejscu obserwacji. Przy wyznaczaniu widoczności stosuje się specjalną metodę zliczania gwiazd w określonych polach widzenia
Osobny temat do omówienia do czysto praktyczne wskazówki – uczniowie muszą być ciepło ubrani (nawet w miesiącach wiosennych i letnich, obserwator leżący nieruchomo dość szybko traci ciepło). Uczniowie powinni posiadać latarki z czerwonym światłem. Oświetlanie notatek światłem telefonów psuje adaptację wzroku do ciemności. Obserwacje należy prowadzić z dala od latarni. W warunkach szkolnych może to być trudne, najważniejsze aby osłonić się przed bezpośrednim światłem latarni. Temat ten jest szeroki i może wymagać 2 godzin na
przygotowanie.
26. Ćwiczenia obserwacyjne (17A)
W przypadku dobrej pogody uczeń zabiera na obserwacje mapy nieba z zaznaczonymi jasnościami gwiazd – najlepiej po kilka gwiazd dla każdej magnitudy,
tak aby mieć różne punkty odniesienia dla skali jasności. Pojawiające się meteory porównuje z gwiazdami i wyznacza ich jasność.
27. Zadanie obserwacyjne – próba pełnej obserwacji (18A)
Próba obserwacji pod nocnym niebem. Uczeń notuje początek
obserwacji, wyznacza widoczność graniczną, notuje pojawiające się zjawiska. Po upływie jednej godziny czasu efektywnego ponownie wyznacza widoczność, notuje kolejne zjawiska, na zakończenie obserwacji wyznacza widoczność. W przypadku zmian zachmurzenia odnotowuje warunki pogodowe (np. 50% zachmurzenia od godziny x do godziny y). 28 ­ 29. Obserwacje meteorów ­ zadanie obserwacyjne pod
kontrolą prowadzącego (19A ­ 20A)
Zajęcia w Astrobazach mające na celu utrwalenie umiejętności obserwacyjnych uczniów. Uczniowie przed obserwacją sprawdzają listę widocznych danej nocy rojów meteorowych. Zaznaczają położenia radiantów na mapach. Obserwacje powinny rozpocząć się w około godzinę po zachodzie Słońca i powinny trwać 2 godziny. Spodziewane są raczej niewielkie ilości zjawisk w związku z czym obserwacja taka nie powinna sprawiać problemów początkującym obserwatorom
30 ­ 31. Wykonywanie raportów z obserwacji – praca z platformą
e­learningową (10P ­ 11P)
Na podstawie wskazówek i materiałów zawartych na platformie
uczniowie wypełniają raporty z obserwacji wizualnej. W przypadku braku danych obserwacyjnych (brak pogody w dniu planowanej obserwacji) uczniowie wypełniają raporty na podstawie danych przykładowych
32. Wprowadzenie raportu z obserwacji do formularza IMO (21A) Prowadzący krok po kroku przedstawia sposób wprowadzenia
obserwacji do formularza IMO tak aby uczniowie byli w stanie powtórzyć całą operację na podstawie własnych danych obserwacyjnych
33­34. Wprowadzenie danych obserwacyjnych do formularza IMO
przez uczniów. ­ wykonanie raportu (12P ­ 13P)
Uczniowie wprowadzają wyniki swojej pracy do formularza IMO,
wyniki obserwacji trafiają do ogólnie dostępnej bazy danych
35. Zapoznanie uczniów ze sprzętem obserwacyjnym (22A)
Przedstawienie stacji bolidowych Starlight Oculus. Budowa,
parametry, zapoznanie ze sprzętem w miejscu zainstalowania
36 ­ 37. Zapoznanie z funkcjami programu sterującego (14P­15P)
Uczniowie zapoznają się z podstawowymi funkcjami programu. Co
najmniej kilka osób z grupy powinno posiąść umiejętność
samodzielnego obsługiwania stacji bolidowej. Obsługa stacji ogranicza się do uruchomienia stacji o określonej godzinie, wprowadzenia parametrów ekspozycji, ilości klatek do wykonania i do ściągnięcia danych po nocy. Stacja powinna być dostępna zdalnie przy pomocy programu takiego jak TeamViewer tak aby mogła być obsługiwana z dowolnego miejsca. Wyznaczane są osoby odpowiedzialne za obsługę, mogą obsługiwać urządzenie na zmianę. Od tego momentu stacje rejestrują dane 38 – Zapoznanie z obsługa plików FITS (16P)
Kamery Oculus zapisują dane w 16­bitowym formacie FITS używanym
powszechnie w astronomii. Do przeglądu obrazków zapisanych w tym
formacie potrzebne jest dodatkowe oprogramowanie (darmowe, łatwo dostępne). Uczniowie powinni zaznajomić się z techniką prostej obsługi plików FITS tak aby wyciągnąć maksymalną ilość danych z zarejestrowanych obrazków
39 – 40 Przegląd i obróbka danych ze stacji bolidowych (17P­
18P) Uczniowie pobierają obrazki ze stacji dzieląc się nimi w sposób
równomierny. Przeglądają obrazki za pomocą dostępnego oprogramowania, sprawdzają pod kątem obecności różnego rodzaju liniowych śladów wśród których mogą być meteoryty
41 – Przegląd i omówienie danych ze stacji bolidowych (23A)
Uczniowie przedstawiają zjawiska wykryte na stacjach bolidowych i pod nadzorem prowadzącego klasyfikują zjawiska pod kątem rodzaju (meteory, bolidy, satelity, samoloty itp.). Pliki z meteorami powinny zostać skopiowane do osobnego katalogu
celem późniejszej obróbki. 42 – Porównanie danych ze wszystkich stacji bolidowych (24A)
Na zajęciach po raz pierwszy lokalna sieć bolidowa składająca się z 4
stacji będzie potraktowana jako całość. Do czasu zajęć poszczególne Astrobazy powinny wzajemnie wymienić się danymi. Zadaniem uczniów będzie odnalezienie wspólnych zjawisk dla wszystkich Astrobaz. Zjawiska takie nazywane są zjawiskami bazowymi – analizując obrazki i używając odpowiedniego oprogramowania będzie można próbować wyznaczyć położenie meteorów w przestrzeni jak też będzie można wyznaczać orbity obiektów.
43 ­ Obsługa stacji bolidowej – platforma (19P)
Zdalna obsługa stacji bolidowej przez uczniów, przegląd danych
według wcześniejszych wskazówek prowadzącego
44 – Wspólny przegląd danych ze stacji bolidowych (25A)
Uczniowie przedstawiają zjawiska wykryte na stacjach bolidowych i
pod nadzorem prowadzącego klasyfikują zjawiska pod kątem rodzaju (meteory, bolidy, satelity, samoloty itp.). Pliki z meteorami powinny zostać skopiowane do osobnego katalogu celem późniejszej obróbki. 45 – 46 Pomiary współrzędnych meteoru za pomocą
oprogramowania AstroRecord (20P ­ 21P)
AstroRecord jest standardowo stosowanym programem do pomiaru pozycji meteorów na obrazkach ze stacji bolidowych. W szczególności program ten dobrze radzi sobie z pomiarem bardzo dużych pól widzenia. Program nie jest trudny w obsłudze, tym niemniej jego prawidłowe opanowanie może wymagać około 2 godzin pracy pod nadzorem prowadzącego. Przed pomiarem należy przekonwertować obrazek z formatu FITS do BMP. Uczeń wprowadza dane meteoru (moment pojawienia się, współrzędne Astrobazy), zaznacza widoczne na obrazku gwiazdy (pierwsze 3 ręcznie, kolejne podpowiadane są przez program) a na koniec zaznacza położenie meteoru. Tak uzyskany plik zapisuje w katalogu z obrazkiem. 47 ­ 48 – Praca z platformą – obróbka dotychczas zebranych
obrazków za pomocą oprogramowania AstroRecord (22P ­ 23P) 49 – Wspólna obróbka danych zebranych przez stacje –
sprawdzenie danych zebranych przez uczniów ze stacji
bolidowych (26A)
50­51 Praca z platformą e­learningową – pomiary zebranych
obrazków za pomocą oprogramowania AstroRecord (24P ­ 25P)
52 – Prosta fotometria meteorów z użyciem programu ImageJ
(26P)
ImageJ jest darmowym programem przeznaczonym do obróbki zdjęć,
między innymi w formacie FITS. Program ten potrafi wykonywać krzywe blasku meteorów wyskalowane w jednostkach umownych. Należy wykonać taki profil i zapisać do pliku TXT. Jednocześnie należy zmierzyć jasności pikseli dla widocznych na obrazku gwiazd odniesienia zapisując wyniki do osobnego pliku. Fotometria wykonywana taką metodą nie jest doskonała, jest jednak łatwa do opanowania i wystarcza do stwierdzenia jasności z dokładnością około 1 magnitudy.
53 – 54. Praca z platformą e­learningową – pomiary jasności
meteorów zebranych przez stacje bolidowe w sposób
przedstawiony na zajęciach (27P ­ 28P)
55 – Praca z platformą ­ Podsumowanie działania sieci przez
opiekuna astroteamu z wykorzystaniem możliwości platformy e­
learningowej (29P)
Dane zbierane przez stacje bolidowe będą jednocześnie analizowane w Pracowni Komet i Meteorów. Zjawiska będą brane pod uwagę przy analizach nie tylko w ramach samych Astrobaz ale też w połączeniu z danymi Polskiej Sieci Bolidowej. Podsumowanie dostarczone przez opiekuna astroteamu będzie przedstawiało wyniki naukowe uzyskane z pomocą kamer obsługiwanych przez uczniów. Wyszczególnione zostaną trajektorie po jakich poruszały się ciała, orbity meteoroidów, opisane zostaną wszelkie inne ciekawe kwestie związane z działaniem stacji. Tego typu podsumowania będą przeprowadzane regularnie w miarę spływania danych ze stacji.
56 – Obserwacje wideo (30P)
Podczas zajęć opisane zostają techniki obserwacji za pomocą kamer
video – przedstawiany jest sprzęt (kamery, obiektywy, komputery z
odpowiednim oprogramowaniem – na podstawie dostarczonych materiałów, nie musi to być pokaz rzeczywistego sprzętu). Zajęcia mają uświadomić uczniom wady i zalety obserwacji wideo. Są to obserwacje precyzyjne, pozwalające na dokładne wyznaczanie radiantów rojów, trajektorii i orbit. Nie pozwalają na dokładne wyznaczanie ZHR, tu wciąż ludzkie oko ma przewagę. W porównaniu do innych technik obserwacji mają jednak bardzo dobrą skuteczność
57 – Przegląd danych zebranych na zajęciach, pomiary
programem AstroRecord, wyznaczanie krzywych blasku
zarejestrowanych zjawiska (27A)
58 – Obserwacje fotograficzne (31P)
Obserwacje fotograficzne mogą być prowadzone za pomocą
lustrzanek bądź też za pomocą kamer CCD. Obserwacje prowadzone
w Astrobazach są właśnie rodzajem obserwacji fotograficznych. Dane tego rodzaju charakteryzuje wysoka rozdzielczość co przekłada się na bardzo wysoką precyzję wyznaczanych trajektorii i orbit. Warto zwrócić uwagę że obserwacje takie można przeprowadzać zwykłymi lustrzankami co może przynieść nawet wyższą rozdzielczość kosztem możliwości przeprowadzenia dobrej fotometrii (kamery CCD dają bardziej jednoznaczną ocenę jasności)
59 – Zebranie wyników z Astrobaz (28A)
Wymiana danych pomiędzy Astrobazami (powinno do niej dojść przed zajęciami), próba odnalezienia wspólnych zjawisk, porównanie pozycji na niebie dla wspólnych
zjawisk, próba wyciągnięcia wniosków dotyczących położenia zjawisk względem stacji.
60 – Obserwacje radiowe (32P)
Przedstawiana jest idea obserwacji radiowych. Zjawisko meteoru
wywołuje krótkotrwałą jonizację atmosfery wokół przelatującego
meteoroidu. W tym krótkim czasie ślad meteoru odbija fale radiowe o konkretnych częstotliwościach, odbicie fal można rejestrować stosunkowo tanim i nieskomplikowanym sprzętem
61 – dzienne roje meteorów – praca z platformą e­learningową
(33P)
Oprócz dobrze znanych nocnych rojów meteorowych istnieją roje
dzienne, rejestrowane tylko radiowo. Uczniowie powinni zebrać informacje dotyczące takich zjawisk w postaci tabelki oceniając kiedy najlepiej zorganizować obserwacje radiowe
62 – Próba wykonania prostego zestawu do obserwacji
radiowych (29A)
Potrzebny będzie odbiornik radiowy FM z gniazdem słuchawkowym, komputer, kabel audio. Odpowiednie oprogramowanie do odbioru sygnału zostanie dostarczone przez opiekuna astroteamu. Odbiornik radiowy ustawiony w większej odległości od komputera, z dala od zakłóceń należy nastroić na wolną częstotliwość
na której nie słychać żadnych stacji. Jednocześnie powinna być to częstotliwość na której znajduje się odległa stacja FM niesłyszalna bezpośrednio. Na komputerze uruchamiamy oprogramowanie do obserwacji radiowych, ustawiamy według dostarczonych wskazówek, próbujemy rejestrować zjawiska. Istnieje niewielka szansa na zarejestrowanie meteorów podczas pierwszych zajęć tym niemniej należy zapamiętać sposób w jaki zbudowana jest tego typu stacja radiowa.
63 – Przegląd danych ze stacji bolidowych dokonywany na
zajęciach (30A)
64 – Podsumowanie ze strony opiekuna astroteamu (34P)
Przedstawienie najciekawszych wyników naukowych uzyskanych za
pomocą stacji bolidowych
65 – Sieć bolidowa oparta o Astrobazy (35P)
Podczas zajęć dokładnie charakteryzowana jest sieć oparta o
astrobazy. Mierzone są odległości pomiędzy stacjami, wzajemne
azymuty. Warto zrobić mapę wskazująca położenie meteoru na wysokości 100km dla kątów widzenia 60 stopni, 45 stopni, 30 stopni. Pozwoli to na lepsze wyobrażenie sobie rzeczywistych położeń meteorów obserwowanych przez stacje
66 – Polska Sieć Bolidowa (36P)
Zapoznanie z Polską Siecią Bolidową. Położenia stacji bolidowych,
używany sprzęt, kierunki kamer
67. Sprawdzenie danych ze stacji pod nadzorem prowadzącego
zajęcia (31A)
68
Europejska sieć bolidowa (37P)
Sieć bolidowa istniejąca od połowy lat 50­tych, początkowo w
Czechach, w latach późniejszych pokryła obszar Europy Środkowej.
Sieć przez ponad 50 lat swojego istnienia odnotowała dziesiątki interesujących zjawisk. Za pomocą urządzeń należących do sieci zarejestrowanych zostało kilka spektakularnych spadków meteorytów – Pribram, Neuschwanstein, Benesov
69
Wyznaczanie trajektorii w przestrzeni (38P)
Istnieją dwie metody wyznaczania trajektorii meteorów w przestrzeni.
Wchodzenie w opis matematyczny może być zbyt trudne dla uczniów
tym niemniej graficzne przedstawienie sposobu wyznaczania trajektorii dla obu metod powinno w sposób zadowalający opisać drogę od obrazka na stacji bolidowej do trajektorii meteoroidu w przestrzeni
70
Wyznaczanie orbit (39P)
Znając trajektorię zjawiska i prędkość początkową możemy określić
orbitę ciała wchodzącego do atmosfery. Samo wyznaczenie orbity nie
jest zbyt trudne matematycznie, wystarczające są umiejętności na poziomie liceum.
Przy użyciu dostarczonego oprogramowania możliwe będzie eksperymentowanie z orbitami dla różnych pozycji radiantów, różnych prędkości i różnych dat. 71. Ciemny lot czyli upadek meteorytu (40P)
Po osiągnięciu prędkości około 4km/s rozpoczyna się tzw ciemny lot
(o ile do tego czasu dotrwały jakieś fragmenty meteoroidu).
Meteoroid dość szybko hamowany jest na dużych wysokościach i w stosunkowo krótkim czasie rozpoczyna się spadek swobodny zaburzany przez wiatry wiejące na
dużych wysokościach. Wiatry te mają decydujący wpływ na miejsce w którym dochodzi do spadku meteorytu. Jedynie najbardziej masywne cząstki zachowują początkowy pęd.
72. Najważniejsze zjawiska upadku meteorytów (41P)
Omówienie najważniejszych spadków meteorytowych w historii sieci
bolidowych – Pribram, Lost City, Peekskill, Moravka, Kosice, Czelabińsk
73. Podsumowanie ze strony opiekuna astroteamu (42P)
Najciekawsze zjawiska zarejestrowane przez stacje bolidowe w
Astrobazach, przedstawienie położeń zarejestrowanych meteorów,
orbit i innych ciekawych wniosków związanych z pracą stacji bolidowych
74. Przygotowanie i uruchomienie zestawu radiowego (32A)
Uruchomienie zestawu radiowego według opisu z poprzednich lekcji. Optymalnym momentem na uruchomienie radia jest okres aktywności roju meteorowego przy czym w tym wypadku może to być zarówno klasyczny rój meteorowy jak i rój dzienny, możliwy do obserwacji tylko na falach radiowych.
75. Meteoryty (33A)
Wstęp do tematyki meteorytowej – opisywane są różnego rodzaju
typy meteorytów – chondryty, achondryty, meteoryty żelazne, opisywany jest ich skład i właściwości
76. Meteoryty polskie (43P)
Podczas zajęć przedstawione zostaną najsłynniejsze polskie spadki
meteorytów – Pułtusk, Łowicz, Morasko. Wskazane zostaną rejony w
których warto prowadzić poszukiwania. W razie potrzeby można zadanie to wykonać w formie pracy domowej zlecając uczniom przygotowanie prac dotyczących tego tematu
77 – 78. Platforma e­learningowa – obsługa stacji bolidowej
przez uczniów (44P­45P)
79. Sprawdzenie wyników ze stacji bolidowych podczas zajęć
(34A)
80 ­ 81. Nauka rozpoznawania meteorytów (46­47P)
Meteoryty zazwyczaj różnią się od skał ziemskich wyglądem
zewnętrznym, ciężarem i kilkoma innymi cechami. Uczniowie
zapoznają się ze sposobami rozpoznawania meteorytów jak też dowiedzą się jakie cechy znalezionego obiektu wykluczają jego meteorytowe pochodzenie. Wskazane jest wypożyczenie lub zakup rzeczywistych meteorytów – w przypadku niesklasyfikowanych meteorytów pustynnych NWA jest to wbrew powszechnym wyobrażeniom bardzo niewielki koszt.
82 ­ 83. Zabawa w poszukiwanie meteorytów (35A­36A)
Warto przeprowadzić zajęcia na świeżym powietrzu organizując zabawę w poszukiwanie obiektów imitujących meteoryty na dużym obszarze trawiastym. Prowadzący ukrywa takie obiekty wcześniej (mogą to być specjalnie przygotowane kamienie, pomalowane na ciemny kolor, imitujące meteoryty). Zadaniem uczniów jest zorganizować poszukiwania w sposób uporządkowany, tak aby w możliwie krótkim czasie odnaleźć imitacje meteorytów. 84. Podsumowanie przez opiekuna astroteamu (48P)
Przedstawione zostaną wyniki naukowe uzyskane z pomocą stacji
znajdujących się w Astrobazach. Przedstawione zostaną wskazówki
dotyczące kontynuacji obsługi stacji bolidowych przez uczniów
zainteresowanych tematyką.