Streszczeni zajęć Sekcji Astronomicznej z dnia 21 czerwca 2014r.
The Large Zenith Telescope's 6-meter liquid mercury mirror at the University of British Columbia. Credit: Paul Hickson (UBC)Zaledwie cztery godziny wcześniej zaczęła się najbardziej oczekiwana pora roku, a my już snuliśmy wakacyjne plany za stołami naszej pracowni. Szczęście, że to najdłuższy dzień roku, bo plany są długie i niezwykle ciekawe. Wraz ostatnim dzwonkiem rozbiegniemy się po świecie by złapać letni oddech o codziennych szkolnych obowiązków. A oto kilka szczegółów.
Plany na wakacje są nie tylko astronomiczne, choć każdy się znajduje miejsce dla gwiazd w czasie swoich wojaży. Ani jedzie już drugi raz na obóz astronomiczny. Namiot jej nie straszny, a atmosfera świetna. Będziemy też na Mazurach i nad morzem. Każdemu przyda się dobra pogoda nie tylko za dnia i na to mamy nadzieję. Choć prognozy są …. jakie są. Czerwiec deszczowy z ciepłymi i chłodnymi dniami i nocami na przemian, lipiec gorący i sierpień znowu podobny do czerwca. Czym więc jest to lato?
Już dwa tysiące lat temu człowiek wiedział, że 21 czerwca (lub koło tego dnia) Słońce znajdzie się nad zwrotnikiem w zenicie – dla północnych szerokości geograficznych wzniesie się najwyżej w ciągu roku. Zwrotnik ten (Słońce zawraca na niebie kreśląc analemmę) nazwano Zwrotnikiem Raka z racji tego, że właśnie w ten gwiazdozbiór wstępowało i wstępuje nasza gwiazda tego dnia. Na całej półkuli północnej jest wiele ciekawych wydarzeń z tego powodu. Północny biegun ma swoje noce bez zachodu Słońca, czyli dzień polarny. A między kołem polarnym a równikiem dzień jest najdłuższy w roku i do tego tym dłuższy im większa jest szerokość geograficzna. Dla Polski oznacza to, że Opołonku – najdalej położonej miejscowości na południe - trwa on 16 godzin i 12 minut, a dla Jastrzębiej Góry – najdalej na północ – jest o ponad godzinę dłuższy i trwa 17 godzin i 20 minut. Ale to nie wszystko, bo dzięki przesileniu letniemu pewien niezwykły człowiek, Eratostenes, wyznaczył dawno temu (2244 lat temu) średnicę Ziemi – dokładnej jej obwód, ale wszystko sprowadza się do tej podstawowej wielkości. Skorzystał przy tym z prostej trygonometrii i faktu, że kąt padania promieni słonecznych w tym dniu wynosi:
α=90°- φ+ ψ
α – maksymalny kąt padania promieni słonecznych α na danej szerokości geograficznej
φ – szerokość geograficzna
ψ - będzie szerokością geograficzna zwrotnika
Pomiar można wykonać za pomocą zwykłego gnomonu. Może będziesz miał ochotę na takie doświadczenie w czasie wakacji. Pomiar obwodu Ziemi, to jedno z dziesięciu najpiękniejszych eksperymentów fizycznych.
The Liquid Mirror Telescope (LMT) was developed at NASA JSC and then moved to Cloudcroft, New Mexico for the purpose of measuring the population of small orbital debris particlesA skoro jesteśmy przy niezwykłych eksperymentach, to warto wspomnieć, jak to zrobiliśmy na zajęciach, o całkiem nietypowym teleskopie astronomicznym, mającym płynne zwierciadło. Dlaczego właśnie płynne? Ponieważ ciecz w okrągłym pojemniku, np. misce, wprawiona w ruch obrotowy tworzy menisk wklęsły, którego krzywiznę opisuje paraboloida obrotowa. Taka krzywizna jest potrzebna teleskopowi astronomicznemu do skupiania promieni światła w jednym punkcie zwanym ogniskiem. Dzięki temu niweluje się podstawową wadę optyczną sferycznych zwierciadeł. Uzyskanie takie krzywizny ze szkła nie jest takie proste. A tu proste zjawisko fizyczne rozwiązuje problem. Obecnie takie teleskopy działają na ziemi w kilku miejscach. Jeden z nich zwany wielkim teleskopem zenitalnym (ang. Large Zenith Telescope (LZT)) zlokalizowany na University of British Columbia, ok. 70 km na wschód od Vancouver. Jest jednym z największych teleskopów zwierciadlanych.
Jego zwierciadło tworzy 30 litrów rtęci pokrytej cienka warstwą ferrofluidu. Taka konstrukcja jest brana pod uwagę przy projektowaniu wielkiego teleskopu księżycowego. Taki gigant miałby ogromny potencjał na ciele niebieskim bez atmosfery i bez zanieczyszczenia sztucznym światłem nocnego nieba. Więcej o takich konstrukcjach przeczytasz w artykułach z poniższych linków.
Czasami mokre lato może przyprawić nas o ból głowy. A skoro towarzyszące nam w czerwcu powodzie spędzają nam sen z oczu, warto wyposażyć się w specjalny przyrząd, który ostrzeże nas przed zalaniem. Może nie przed powodzią, ale np. przed pękniętą rurą, lub padającym deszczem gdy na dworze wisi pranie i próbuje wyschnąć.
Dlatego podjęliśmy się zrealizowania na tych ostatnich zajęciach prostego projektu alarmu zalaniowego. Prosta konstrukcja wyposażona jest w prosty wzmacniacz tranzystorowy generujący dźwięk w brzęczyku piezoelektrycznym, gdy zostaną zwarte dwie elektrody. Prosta konstrukcja pozwala opanować sztukę podstaw elektroniki oraz wykonywania połączeń lutowanych. Wszystko jest łatwe póki sami tego nie spróbujemy. Jak się okazało połączenia lutowane wyszły najlepiej Agacie. Sztuka poprawnego wykonania połączenia za pomocą cyny i stacji lutowniczej ma widać we krwi. Sam układ to prosta konstrukcja dostępna w sklepie AVT jako zestaw do samodzielnego wykonania.
Zadanie to ma jeden cel. Przygotować nas do projektów podobnych do MiniSAT czy nawet CubeSAT. W tych projektach zespoły musza samodzielnie wykonać całą konstrukcję zarówno tą elektroniczna jak i mechaniczną. Aby sprostać takim wymaganiom trzeba wcześniej spotkać się takimi zamierzeniami. Teraz każdy z nas ma o tym, przynajmniej jako takie, pojęcie. Biorąc pod uwagę skromny wiek uczestników, działanie układu po zmontowaniu można uznać za wielki sukces.
Za tydzień od tych zajęć zaczynają się prawdziwe wakacji od szkoły. Ale jeszcze w czwartek spędzimy czas na nauce w ramach warsztatów przygotowanych w ramach Ścieżek Kopernika przez Uniwersytet Zielonogórski. Zaczniemy od podstaw programowania w Pythonie. Po wakacjach czeka nas seria zajęć, w tym wykładów w ramach tego projektu. Szczegóły już niedługo po tych zajęciach.
Przeczytaj więcej: 
