Войти
НАСА Задача инженерного дизайна RealWorld-InWorld поощряет учащихся 7–12 классов к изучению и формирование навыков для успешной карьеры в науке, технологиях, инженерии и математике (области STEM ) посредством двух этапов проектного обучения и командного соревнования. Опыт RealWorld-InWorld предоставляет командам студентов, которые сначала работают с учителями / тренерами, возможность решать инженерные проблемы, вдохновленные НАСА, а затем вместе со студентами университетов и наставниками инженеров находить решения в условиях виртуальной реальности. Команды рассматривают реальные вопросы, связанные как с космическим телескопом Джеймса Уэбба, так и с ловким гуманоидным роботом, известным как Робонавт 2, а затем работают над разработкой логистических решений реальных проблем, которые исследователи и ученые решают сегодня. RealWorld-InWorld - это совместная образовательная инициатива Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Национального аэрокосмического института (NIA), USA TODAY Education и LearniT-TeachiT.
Конкурс RealWorld-InWorld NASA Engineering Design Challenge основан на успешном проекте SIGHT / INSIGHT, разработанном USA TODAY Education и NASA, а также на конкурсе Virtual Exploration Sustainability Challenge (VESC), разработанном NIA и NASA. Обе образовательные инициативы были основаны на темах и материалах НАСА для учащихся 7–12 классов. Они углубляют понимание студентами карьеры в области STEM, управления проектами и инноваций НАСА.
Учащиеся попытаются ответить на один из двух вопросов, касающихся либо космического телескопа Джеймса Уэбба, либо Робонавт 2.
Робонавт 2 - очень ловкий антропоморфный робот-гуманоид, созданный и спроектированный в Космический центр имени Джонсона НАСА. Робонаут 2 используется в ситуациях, когда факторы риска слишком высоки и, таким образом, угрожают жизни человека. Разработка Робонавта 2, а в будущем и других ловких гуманоидных роботов, расширит наши возможности для исследования и строительства в космосе, позволяя нам отправлять роботов с большей мобильностью, чем подходящие астронавты, для выполнения сложных миссий или рискованных действий безопасен для человека. Робонавт 2 является первым в своем роде (существует четыре похожих робота), который не только выходит в космос, но и выполняет задачи на борту Международной космической станции (МКС). Робонавт 2, или R2, как его обычно называют, стал первым американским роботом, взошедшим на борт МКС. Ценность «ловкого гуманоида» робота по сравнению с любым другим дизайном заключается в том, что R2 может использовать те же инструменты, которые мы используем, и работать вместе с нами в тех же местах. Это невероятно эффективно, так как не нужно будет создавать новые инструменты для облегчения миссий Робонавта 2. Для разработки R2 НАСА сотрудничает с General Motors (GM) и Oceaneering Space Systems (OSS). Эти партнерские отношения помогут ускорить развитие R2 как новой технологии и помогут роботу превзойти человеческую ловкость, которой он еще не достиг, и затем использовать его в аэрокосмической и автомобильной промышленности.
R2 улучшает своего предшественника R1 во многих отношениях. R2 движется в четыре раза быстрее, чем R1, он более компактен, обладает более высоким уровнем ловкости и более глубоким и широким диапазоном чувствительности. R2 включает в себя множество передовых технологий, включая оптимизированное перекрывающееся рабочее пространство с двумя руками, технологию последовательного эластичного соединения, увеличенное перемещение пальца и большого пальца, миниатюрные 6-осевые датчики нагрузки, избыточное измерение силы, сверхвысокоскоростные контроллеры суставов, экстремальное перемещение шеи и камеру с высоким разрешением и ИК-системы.
Космический телескоп Джеймса Уэбба - это следующее поколение систем построения изображений дальнего космоса. Космический телескоп Джеймса Уэбба пытается лучше понять происхождение Земли и жизни во Вселенной. Этот телескоп важен для будущих научных открытий, и учащиеся в рамках конкурса RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge используют процесс инженерного проектирования для решения проблем, связанных с космическим телескопом Джеймса Уэбба.
Космический телескоп Джеймса Уэбба, также известный как JWST, был назван в честь бывшего администратора НАСА Джеймса Уэбба. Уэбб руководил космическим агентством с февраля 1961 года по октябрь 1968 года. Считается, что он внес большой вклад в космическую науку, которая привела к созданию JWST, космического телескопа следующего поколения, носящего его имя. Уэбба чаще всего связывают с космической программой Аполлона. Удивительно, учитывая его огромные достижения, что Уэбб несколько неохотно соглашался принять должность администратора НАСА. Он не был инженером или ученым, но занимал другие заметные должности в правительстве и аэрокосмической промышленности. Президент Кеннеди считал Уэбба лучшим кандидатом на эту должность и убедил его, что должность администратора НАСА в значительной степени ориентирована на политику.
Хотя президент Кеннеди пообещал высадить человека на Луну еще до конца века, Уэбб считал, что эта проблема важна для многих секторов, таких как образование и промышленность, а не строго в политической сфере. Уэббу приписывают большую научную продуктивность космического агентства в 1960-х годах. Многие программы позволили американцам открывать новую информацию о космическом пространстве с помощью зондов, отправленных на Марс и Венеру, в то время как другие подготовили американцев к первым шагам на Луне с помощью роботизированных исследований поверхности. К тому времени, когда Уэбб вышел на пенсию в 1968 году, незадолго до высадки на Луну в 1969 году, агентство выполнило более 75 миссий.
Уэбб усилил роль ученых в принятии решений агентством. Он также сыграл активную роль в установлении связи между НАСА и университетским образованием в Америке. Уэбб создал университетскую программу НАСА, которая помогла создать космические гранты, предоставить стипендии аспирантам и построить научно-исследовательские лаборатории в университетах. Эта связь между НАСА и образованием продолжается и сегодня, о чем свидетельствует конкурс инженерного дизайна RealWorld-InWorld. Эта задача сосредоточена на телескопе, который носит имя Джеймса Уэбба, человека, который открыл Америку в успешную эру освоения космоса, обеспечившую понимание и научный прорыв.
Запуск космического телескопа Джеймса Уэбба запланирован на 2018 год. Со своей орбиты на расстоянии около 1 миллиона миль от поверхности Земли JWST будет использовать инфракрасную технологию для наблюдения за космосом, помогая ученым делать наблюдения о происхождении Вселенной. JWST будет наблюдать за историей Вселенной с моментов после Большого взрыва до образования солнечных систем, включая нашу. Он будет изучать происхождение жизнеобеспечивающих сред и процесс формирования планет.
JWST - это совместная работа НАСА, Европейского космического агентства и Канадского космического агентства. В настоящее время проектом руководит Космический центр Годдарда НАСА. В разработке участвовала компания-подрядчик Northrup Grumman. После запуска телескоп будет эксплуатировать Научный институт космического телескопа. Проект ранее назывался «Космический телескоп следующего поколения », но в 2002 году был переименован в честь Джеймса Уэбба.
Цели JWST сгруппированы по четырем научным темам:
JWST в чем-то похож на своего предшественника, космического телескопа Хаббла, но во многих отношениях он отличается, что позволяет ученым получить новые перспективы и понимание Вселенной. JWST «рассматривает» Вселенную в инфракрасном свете, тогда как Hubble рассматривает Вселенную в оптическом и ультрафиолетовом. Такое сочетание точек зрения позволяет ученым составить более полную картину Вселенной. Зеркало на JWST также намного больше, чем зеркало на космическом телескопе Хаббла, что позволяет ему собирать еще больше света и смотреть еще дальше во времени. Поскольку свет распространяется с огромной скоростью, чем дальше он прошел, тем больше времени прошло с момента его возникновения. JWST также будет двигаться по орбите намного дальше от Земли, чем Хаббл. Хаббл находится очень близко к Земле, тогда как JWST будет находиться намного дальше, чем даже Луна.
Учителя / тренеры и ученики старших классов
Совместная работа инженеров и ученых для исследования и разработки решений одной из двух реальных проблем, связанных либо с космическим телескопом Джеймса Уэбба, либо с Робонавтом 2. Решения RealWorld создаются в условиях личного общения небольших команд старшеклассников и тренеров / учителей. Представленные окончательные проектные решения будут размещены на веб-сайте RealWorld-InWorld, и команды получат признание за свою работу. Только команды, которые представят свои окончательные проектные решения RealWorld до 27 января 2012 г., имеют право перейти на этап InWorld.
Учащиеся колледжей выбирают команды из 3-5 учеников старших классов и их учителей / тренеров. Каждая команда выбирает участвующего инженерного наставника. Многие из участников также являются участниками программы НАСА INSPIRE.
Работа в трехмерной виртуальной среде с использованием инструментов 21-го века для уточнения конструкций и создания трехмерных моделей телескопа Уэбба и Робонавта 2 Инженеры из обоих разных проектов будут посещать InWorld и «болтать» на протяжении всего испытания. В отличие от RealWorld, InWorld Challenge проводится в виртуальной среде, размещенной в мире виртуальной реальности NIA Universe. Команды создают и создают свои решения предложенных проблем в этой виртуальной среде.
