اندازه گیری میدان مغناطیسی زمین از ایستگاه فضایی توسط دانش آموزان دبیرستانی
سه دانش آموز دبیرستانی با بهره گیری از یک کامپیوتر کوچک، میدان مغناطیسی زمین را از ایستگاه فضایی بین المللی اندازه گیری کردند.
به گزارش نیو وبلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، سه دانش آموز دبیرستانی از کشور پرتغال با بهره گیری از یک کامپیوتر "Raspberry Pi" که در تصویر خبر قابل مشاهده می باشد، میدان مغناطیسی زمین را از ایستگاه فضایی بین المللی اندازه گیری کردند.
"رزبری پای"(Raspberry Pi) یک کامپیوتر تک-برد در اندازه یک کف دست است که "بنیاد رزبری پای" آنرا ساخته است تا مشوق آموزش علوم کامپیوتر در مدرسه ها باشد. چهار نسخه از این کامپیوتر تولید شده که قیمت نسخه های اول و دوم به ترتیب ۲۵ و ۳۵ دلار آمریکا و نسخه سوم آن با نام زیرو(zero) ۲۶ دلار است. نسخه چهارم "رزبری پای" نیز در تاریخ ۲۴ ژوئن ۲۰۱۹ معرفی گردید و دارای پنج نسخه با قیمت های متفاوت می باشد.
اما روشی که این دانش آموزان برای اندازه گیری میدان مغناطیسی زمین در نظر گرفته اند، روش جالبی است.
این دانش آموزان یک افزونه برای این کامپیوتر کوچک و ارزان برنامه ریزی کردند تا میدان مغناطیسی زمین را در مدار زمین اندازه گیری نماید. این افزونه که با نام "Sense Hat" به مدلول "کلاه حس" شناخته می شود، حاوی مغناطیس سنج، ژیروسکوپ، شتاب سنج و سنسورهای دما، فشار و رطوبت است.
افزونه "Sense Hat" به کامپیوتر اجازه می دهد تا دنیای اطراف خودرا حس کند.
"لورنزو فاریا"، "برناردو آلوز" و "میگل سیمبرون" همراه با مربی خود "نونو باروس"، نتایج پروژه خودرا با عنوان "مدل سازی میدان مغناطیسی زمین" در مجله آمریکایی American Journal of Physics منتشر نموده اند.
میدان مغناطیسی زمین که میدان ژئومغناطیسی نیز نامیده می شود، ده ها هزار کیلومتر در فضا توسعه می یابد و مگنتوسفر زمین را تشکیل می دهد.
مغناطیس سنج فلاکس گیت و مغناطیس سنج دقیق پروتونی به طور معمول برای اندازه گیری های میدان ژئومغناطیسی استفاده می شوند.
در سال ۲۰۱۸، پژوهشگران در کانادا، ایالات متحده و اروپا با شلیک به لایه ای از اتم های سدیم شناور در ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری زمین با لیزرها از روی زمین، روشی نوآورانه برای اندازه گیری میدان مغناطیسی زمین ازراه دور ایجاد کردند.
حالا این روش توسط این ۳ دانش آموز بواسطه یک مسابقه به کار گرفته شده است.
آژانس فضایی اروپا با بنیاد رزبری پای بریتانیا برای برگزاری مسابقه ای برای دانش آموزان دبیرستانی همکاری کرد که بعنوان چالش "Astro Pi" شناخته می شود و در آن دانش آموزان باید یک کامپیوتر "رزبری پای" را با کد برنامه ریزی می کردند تا در ایستگاه فضایی اجرا شود.
"لورنزو فاریا" یکی از نویسندگان و یکی از این سه دانش آموز که در این پروژه مشارکت داشتند، اظهار داشت: من چالش "Astro Pi" را فرصتی برای بسط دانش و مجموعه مهارت های خود دیدم و در نهایت این چالش من را با واقعیت پیچیده اما هیجان انگیز دنیای عملی آشنا کرد.
این کامپیوتر در ایستگاه فضایی داده هایی را برای ترسیم میدان مغناطیسی زمین به دست آورده بود و این دانش آموزان از آن داده ها استفاده کردند و نتایج خودرا با داده های میدان مرجع بین المللی ژئومغناطیسی(IGRF) مقایسه کردند.
"IGRF" از مشاهدات و ماهواره ها برای محاسبه اندازه گیری میدان مغناطیسی زمین استفاده می نماید و اطلاعات آن هر پنج سال یک دفعه به روز می شوند. بنابراین، دانش آموزان اندازه گیری های خودرا در آوریل ۲۰۲۱ با آخرین داده های "IGRF" از سال ۲۰۲۰ مقایسه کردند و داده های آنها به میزان قابل توجهی اما ثابتی با نتایج "IGRF" تفاوت داشت. با این وجود، این تفاوت به یک میدان مغناطیسی ساکن در داخل ایستگاه فضایی نسبت داده شد.
سپس دانش آموزان تجزیه و تحلیل خودرا با بهره گیری از داده های بدست آمده از ۱۵ بار گردش مداری ایستگاه فضایی تکرار کردند و به بهبود جزئی در نتایج رسیدند.
این واقعیت که خاصیت های اولیه میدان مغناطیسی زمین را می توان تنها با اندازه گیری های سه ساعته از یک مغناطیس سنج ارزان در ایستگاه فضایی اندازه گیری نمود تا حدودی اعجاب انگیز بود.
بااینکه این پروژه برای ایستگاه فضایی در نظر گرفته شده است، اما به آسانی می توان آنرا با اندازه گیری های زمینی با بهره گیری از تجهیزات آزمایشگاهی یا برنامه های مغناطیس سنج برای تلفن های هوشمند سازگار کرد.
"نونو باروس" مربی این سه دانش آموز اظهار داشت: اندازه گیری در سراسر جهان و به اشتراک گذاری داده ها بوسیله اینترنت یا رسانه های اجتماعی، یک پروژه علمی جالب را به وجود می آورد که می تواند دانش آموزان در کشورهای مختلف را به هم متصل کند.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب