MODERNÍ ASTRONOMIE
na školách Karlovarského kraje


Přístroje a metody


Žadatel: Hvězdárna a radioklub lázeňského města Karlovy Vary, o. p. s.
IČ žadatele: 26361850
Název operačního programu: Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost
Číslo a název oblasti podpory: 1.1 - Zvyšování kvality ve vzdělávání
Číslo a název globálního grantu: CZ.1.07/1.1.18 - Zvyšování kvality ve vzdělávání v Karlovarském kraji II
 

Odborná pozorování noční i denní oblohy
Aktivity projektu počítají nejen s proškolením všech dětí v předem dohodnutých třídách na partnerských školách, ale také se spoluprací žáků těchto škol, kteří mají hlubší zájem. S těmi budou lektoři provádět praktická cvičení spojená s méně náročnou matematicko-fyzikální analýzou dat, která budou získávána prostřednictvím běžně dostupných a již vyzkoušených technologií. Cenově jsou tato zařízení dostupná pro hvězdárny, ale běžný zájemce o pozorování si je stále nemůže pořídit. Proto vznikla idea tyto detektory umístit přímo do škol, kde by je učitelé mohli využít v rámci výuky. V případě umístění kamer přímo ve školách získáváme nejen cennou didaktickou pomůcku, ale také zvýšení zájmu žáků a studentů o práci s těmito technologiemi, vzhledem k tomu, že tato technika pracuje přímo na jejich vlastní škole. Všechna zařízení jsou konstruována, aby snímala oblohu v reálném čase a data byla možno k následné analýze využít z archivu. Projekt vytváří malou síť astronomických zařízení, které jsou vlastně zmenšeným modelem světových astronomických observatoří. Účastníci projektu tedy budou pracovat s plně funkčním systémem, kterým získají představu, jak fungují velké světové observatoře.


Školní on-line robotický teleskop VLKVT
Základem celého systému realizovaného v rámci projektu je školní roboticky ovládaný teleskop VLKVT připojený k internetu. Dalekohled v hodnotě 1,1 milionu Kč realizuje v roce 2012 za pomoci zřizovatele – Města Karlovy Vary realizátor projektu v objektu hvězdárny přímo na pozorovatelně hvězdárny Karlovy Vary, která má výborné pozorovací podmínky z hlediska světelného znečištění. Nachází se v nadmořské výšce 615 m.n.m., což ji činí druhou nejvýše položenou hvězdárnou v české republice. Dalekohled VLKVT o průměru primárního zrcadla 17“ (42,5 cm) a kompletní obsluhou přes internet bude zprovozněn v listopadu 2012. Pracovat bude také v systému GLORIA (GLObal Robotic telescopes Intelligent Array for e Science, čili Globální inteligentní síť robotických dalekohledů pro e vědu).
Pozorovací program bude zajištěn ve spolupráci s odbornými garanty projektu, dalekohled bude pozorovat v oboru proměnných hvězd a exoplanet, stejně jako v oboru GRB (optických transientů gama vzplanutí). Cílová skupina bude do těchto programů zapojena úměrně svému věku a schopnostem. Ve spolupráci s odbornými garanty projektu budou také žáci výsledky své práce moci prezentovat na mezinárodním semináři IBWS (Integral Bart Workshop), který hvězdárna spolupořáda již čtvrtým rokem v Karlových Varech a projekt bude pokračovat i v dalších letech.


Sestava detektorů umístěných na hvězdárně i partnerských školách
Do škol budou umístěna kompletní zařízení, která jsou dobře chráněna před povětrnostními vlivy, jsou bezúdržbová a ovládají se prostřednictvím internetu přes datový server. Základem je ochranný obal, v němž budou tři kamery pro sledování oblohy umístěny. Prototyp ochranné schránky je testován na hvězdárně velmi úspěšně. Na základě zkušeností budou vytvořeny ochranné schránky vynikajících odolných vlastností.
V ochranné schránce je instalována sestava následujících kamer, které řídí elektronikou a ovládacím počítačem a datovým serverem.


Celooblohový monitor (Allsky camera)
Cílem provozu této kamery je monitoring oblohy s vyhledáváním změn s důrazem na GRB – optické transienty gama záblesků. Cílovou skupinu zcela nepochybně zprvu zaujmou změny, kterými jsou detekované přelety různých družic a letadel. Ze snímků je možné vytvářet animace. Kamera snímá oblohu výhradně v noci, přes den je v ochranném obalu umístěna webová kamera, která ukazuje oblačnost a polohu slunce. Žáci mohou zpracovávat řadu úloh s těmito snímky souvisejícími.


Digitální meteory
Kamery v síti partnerských škol umožní sledovat vícestaničně meteory a následně určovat jejich dráhy. Doplní tak funkční síť těchto stanic CEMENT, která nově vykryje stanicemi velmi řídce obsazenou oblast západu Čech. Vykrytí oblasti směrem proti stanicím v Polsku a na Slovensku pomůže nepřetržitému monitorování oblohy. Snímky jasných bolidů je možno využívat jako didaktickou pomůcku. Snímky slouží také k určování drah, následně je možno pomocí nich určovat i případné dopady meteoritů, což je jedna z dalších podpor zvýšení zájmu o přírodovědné obory u mladé generace. Jít pátrat po dopadlém tělese patří zcela nepochybně mezi velké zážitky.


SID monitor - detektor náhlých ionosférických poruch
Zachycováním a vyhodnocováním tohoto záření se zabývá radioastronomie. Tento obor patří k velmi zajímavé kombinaci oborů elektroniky a astronomie. Můžeme tak naslouchat vesmíru na jiných vlnových délkách, než viditelného záření.
Ionosféra Země je velmi citlivým detektorem vysokoenergetických částic, například ze slunečního větru. Nejnovější výzkumy ukazují, že ionosféra reaguje i na dozvuky gama záblesků, o jejichž povaze toho zatím mnoho nevíme. Síť detektorů náhlých ionosférických poruch se tak může v budoucnu stát důležitým článkem v procesu porozumění tomuto jevu. Na rozdíl od projektů typu CZELTA je konstrukce takového detektoru mnohem jednodušší a mohou ji provést sami studenti školy.
Co můžeme poslouchat? Prakticky v jakýchkoli podmínkách lze realizovat poměrně zajímavá pozorování. Pokud půjdeme po frekvenčním pásmu od nejvyšších vlnových délek, na velmi dlouhých vlnách lze velmi pěkně mapovat sluneční činnost, která podstatně ovlivňuje šíření elektromagnetických vln. Samotná podstata změn záření Slunce není dosud uspokojivě vysvětlena, proto je po světě budována síť tzv. SID monitorů (Sudden Ionospheric Disturbance – náhlé ionosférické rušení). A právě takový SID monitor budou žáci a studenti škol realizovat za pomoci členů radioklubu a následně jej instalujeme v prostorách většiny partnerských škol.


Analýza napozorovaných dat
Jedním z hlavních úkolů bude vyřešení spolehlivé a pravidelné analýzy napozorovaných dat. Zprvu se budou účastníci snažit vyhodnocovat a zpracovávat data v „ručně“, následně bude cílem studentů zúčastněných v projektu vytvořit softwarové produkty pro analýzu automatizovanou. Tato část projektu bude realizována za intenzívní pomoci lektorů z organizací, které jsou odbvornými garanty projektu.
Partnerské školy v Karlovarském kraji v průběhu realizace projektu získají unikátní didaktické pomůcky a odborné školící středisko podporující vzdělávání dětí a mládeže v matematicko-fyzikálních oborech. Aktivity realizovaného projektu totiž budou pokračovat i po jeho skončení a na projekt naváže celá řada dalších projektů, které umožní žáky škol zapojit do dalších odborných projektů.















































































































































Projekt je financován Evropským sociálním fondem a z rozpočtu České republiky.