ΦΥΣΙΚΗ

Ταξίδι στο Διάστημα με το… σχολείο!

Την περασμένη Δευτέρα μαθητές από εννέα σχολεία της Θεσσαλονίκης βρέθηκαν νοερά στο Διάστημα και συζήτησαν με τον βέλγο αστροναύτη Φρανκ ντε Βίνε για τις συνθήκες ζωής στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ΔΔΣ). Ηταν το επιστέγασμα μιας διαδικασίας που είχε ξεκινήσει τον Ιανουάριο του 2008, με την προκήρυξη ενός διαγωνισμού από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ΕSΑ). Ο διαγωνισμός απευθυνόταν σε καθηγητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης και είχε για θέμα την πρόταση πειραμάτων που θα μπορούσαν να δείξουν τις συνέπειες των συνθηκών μικροβαρύτητας που επικρατούν στον ΔΔΣ.

Την περασμένη Δευτέρα μαθητές από εννέα σχολεία της Θεσσαλονίκης βρέθηκαν νοερά στο Διάστημα και συζήτησαν με τον βέλγο αστροναύτη Φρανκ ντε Βίνε για τις συνθήκες ζωής στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ΔΔΣ). Ηταν το επιστέγασμα μιας διαδικασίας που είχε ξεκινήσει τον Ιανουάριο του 2008, με την προκήρυξη ενός διαγωνισμού από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ΕSΑ). Ο διαγωνισμός απευθυνόταν σε καθηγητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης και είχε για θέμα την πρόταση πειραμάτων που θα μπορούσαν να δείξουν τις συνέπειες των συνθηκών μικροβαρύτητας που επικρατούν στον ΔΔΣ. Η εκδήλωση της περασμένης Δευτέρας έγινε με την ευκαιρία της βράβευσης των νικητών αυτού του διαγωνισμού, μεταξύ των οποίων την πρώτη θέση είχε ο Θεσσαλονικιός Θόδωρος Πιερράτος, καθηγητής του 2ου Λυκείου Εχεδώρου στα Διαβατά Θεσσαλονίκης.

Από τα πειράματα που πρότειναν οι καθηγητές που συμμετείχαν στον διαγωνισμό ο ΕSΑ επέλεξε δύο, το καθένα από τα οποία είχε διαφορετικό εκπαιδευτικό στόχο. Το πρώτο βραβείο δόθηκε στο πείραμα «πώς ζυγίζουμε ένα σώμα στο Διάστημα», όπου δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε κοινές ζυγαριές. Το ενδιαφέρον σε αυτό το πείραμα είναι ότι η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται ήδη για να «ζυγίζει» τους αστροναύτες κατά την πολύμηνη παραμονή τους στον ΔΔΣ. Το δεύτερο βραβείο δόθηκε στο πείραμα «πώς λειτουργεί το τριχοειδές φαινόμενο στο Διάστημα», όπου δεν υπάρχει η δύναμη της βαρύτητας για να αντισταθμίσει το βάρος της στήλης του υγρού που «ανέρχεται» μέσα σε έναν στενό σωλήνα. Το ενδιαφέρον σε αυτό το πείραμα είναι ότι κανένας δεν γνωρίζει την πλήρη απάντηση, επειδή απλούστατα δε έχει πραγματοποιηθεί ποτέ σε συνθήκες μικροβαρύτητας. Ετσι οι μαθητές θα αντιλαμβάνονταν ότι υπάρχουν ερωτήσεις Φυσικής των οποίων η απάντηση δεν είναι καταγραμμένη στα βιβλία, αλλά ότι υπάρχει πεδίο δράσης ελεύθερο για όσους από αυτούς αποφασίσουν να ακολουθήσουν ερευνητική καριέρα. Εκτός από τους έλληνες μαθητές, που είχαν συγκεντρωθεί στην αίθουσα συνεδρίων «Νικόλαος Οικονόμου» του Κέντρου Διάδοσης Επιστημών και Μουσείου Τεχνολογίας «Νόησις», στην εκδήλωση πήραν μέρος και μαθητές από άλλες τρεις χώρες, πατρίδες των καθηγητών μέσης εκπαίδευσης που μοιράστηκαν τα υπόλοιπα βραβεία του διαγωνισμού. Οι ισπανοί μαθητές ήταν συγκεντρωμένοι στο Κέντρο Επιστημών Cosmocaixa της Βαρκελώνης, οι Βέλγοι στο Τechnopolis του Μέχελεν και οι Ιταλοί στο Εθνικό Μουσείο Επιστημών και Τεχνολογίας του Μιλάνου. Τα τέσσερα κέντρα ήταν συνδεδεμένα τηλεοπτικά μεταξύ τους, έτσι ώστε οι μαθητές στο καθένα από αυτά έβλεπαν, σε «παράθυρα», τους συμμαθητές τους στις άλλες τρεις χώρες να εκτελούν τα βραβευμένα πειράματα. Το πιο ενδιαφέρον μέρος της εκδήλωσης ήταν βέβαια όταν στην οθόνη εμφανίστηκε και πέμπτο τηλεοπτικό «παράθυρο», αυτό του ΔΔΣ, στο οποίο ο βέλγος αστροναύτης Frank de Winne έδειξε ζωντανά πώς «ζυγίζουμε» αντικείμενα στο Διάστημα και απάντησε σε ερωτήσεις που του έθεσαν οι μαθητές από τις τέσσερις χώρες.

Το όλο εγχείρημα συντόνισε ο ΕSΑ από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστημικών και Τεχνολογικών Ερευνών στο Νoordwijk της Ολλανδίας. Η πολυπλοκότητα του εγχειρήματος γίνεται φανερή μόνο και μόνο αν σκεφτεί κανείς ότι ο ΔΔΣ κάνει μια πλήρη περιφορά γύρω από τη Γη σε μιάμιση ώρα, οπότε κατά την εικοσάλεπτη διάρκεια της σύνδεσης άλλαξε μία ή δύο φορές επίγειο σταθμό επαφής. Από τον σταθμό επαφής η εικόνα μεταβιβαζόταν σε ένα από τα κέντρα επικοινωνιών της ΝΑSΑ στις ΗΠΑ, από εκεί στο κέντρο επικοινωνιών του ΕSΑ στην Ολλανδία και στη συνέχεια στις αίθουσες όπου ήταν συγκεντρωμένοι οι μαθητές στις τέσσερις χώρες. Αντίστοιχη διαδρομή έκανε και ο ήχος, τον οποίο όμως διαχειρίζεται η Ρωσία και έτσι ακολουθούσε ρωσικούς διαύλους επικοινωνίας.

ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗ «ΖΥΓΑΡΙΑ» ΚΑΙ ΤΡΙΧΟΕΙΔΕΙΣ ΠΑΡΑΞΕΝΙΕΣ
Σ την καθημερινή μας ζωή βρίσκουμε τη μάζα ενός σώματος εξισορροπώντας το βάρος του, δηλαδή τη δύναμη με την οποία το έλκει η Γη, είτε με την αντίθετη δύναμη ενός ελατηρίου (όπως στη ζυγαριά του μπάνιου) είτε με το βάρος ενός άλλου σώματος (όπως στην παλιά ζυγαριά του μπακάλη ή στο καντάρι). Η μέτρηση της μάζας χωρίς ζυγαριά είναι πιο πολύπλοκη: βασίζεται στο γεγονός ότι αν βρισκόμαστε στην επιφάνεια της Γης και κρεμάσουμε ένα σώμα από ένα ελατήριο, το σώμα ταλαντώνεται γύρω από τη θέση ισορροπίας με περίοδο που εξαρτάται από τη μάζα του σώματος. Αν μετρήσουμε την περίοδο ταλάντωσης, μπορούμε να υπολογίσουμε τη μάζα του σώματος. Στο Διάστημα αντικαθιστούμε το βάρος του σώματος με τη δύναμη ενός δεύτερου ελατηρίου, που «τραβάει» το σώμα αντίθετα από το πρώτο ελατήριο. Με τον τρόπο αυτόν, δηλαδή δένοντας τους αστροναύτες ανάμεσα σε δύο ελατήρια και μετρώντας την περίοδο ταλάντωσής τους, μπορούμε να βρούμε τη μάζα τους και άρα να διαπιστώσουμε αν διατηρούν τη… σιλουέτα τους.

Τα τριχοειδή φαινόμενα είναι εξαιρετικά σημαντικά στη Γη όχι μόνο για τη λειτουργία συσκευών της καθημερινής ζωής, όπως π.χ. είναι η άνοδος του πετρελαίου στο φιτίλι μιας λάμπας, αλλά πολύ περισσότερο για τη βιολογία, αφού είναι υπεύθυνα για την άνοδο των χυμών από τη ρίζα των φυτών στα φύλλα. Στη Γη το φαινόμενο εξαρτάται από τρεις δυνάμεις: τη δύναμη συνοχής μεταξύ των μορίων του υγρού, τη δύναμη συνάφειας μεταξύ των μορίων και των τοιχωμάτων του σωλήνα και το βάρος του υγρού. Το υγρό ανεβαίνει τόσο στον σωλήνα, ώσπου το βάρος του να εξισορροπήσει τις άλλες δύο δυνάμεις. Στο Διάστημα, όπου δεν υπάρχει βάρος, δεν είναι εξαρχής εύκολο να υπολογίσει κανείς σε ποια θέση μέσα στον σωλήνα θα ισορροπήσει το υγρό. Δυστυχώς από κάποιο λάθος της επιμελητείας η συσκευή για το πείραμα των τριχοειδών φαινομένων δεν εστάλη εγκαίρως στον ΔΔΣ και ο Frank δεν μπόρεσε να εκτελέσει το πείραμα στην ώρα του. Αυτό όμως θα γίνει με την πρώτη ευκαιρία, το πείραμα θα μαγνητοσκοπηθεί και έτσι θα μπορέσουμε να εμβαθύνουμε λίγο περισσότερο στο πρόβλημα της ανάπτυξης των φυτών στο Διάστημα.

Ο κ. Χάρης Βάρβογλης είναι καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.

Ακολουθήστε στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Δείτε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο, από
Science
ΒΗΜΑτοδότης
Σίβυλλα
Helios Kiosk