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茎教育
姊妹高铁气球发射

姐妹高中的学生将科学进入平流层

由Battelle Insider于2020年6月4日发布

俄勒冈州姐妹高中(Sisters High School)的学生们正在通过一个创新的STEM(科学、技术、工程和数学)项目,将学习带到一个新的高度。在过去的五年里,RISE(姐妹环境研究)项目的学生们已经用平流层气球将几十个实验发射到近太空(约30公里高)。

一路上,学生正在学习关于科学实验在现实世界中设计,管理和实施的重要教训。Battelle的Step Grant将使学校能够继续建立该计划,为学生开辟新的机会。

在空间边缘的学生LED科学

崛起的气球计划通过姐妹高中和史蒂文·彼得岑之间的伙伴关系,是世界上第运动的行业球杆和国际科学技术和研究创始人(Istar.)。ISTAR为世界各地的组织提供平流层“近空间”研究项目,包括美国国家航空航天局、意大利航天局、安多亚航天中心和各种大学。2015年,史蒂文找到了他居住的当地姐妹高中,提出了为他们的学生开发一个平流层气球项目的建议。他很快找到了化学老师Rima Givot的搭档。姐妹学院的所有学生都有机会参加这个项目,作为化学课程的一部分。


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一探究竟

在过去的几年里,学生们使用平面气球将各种材料送入空间附近,从管带到萝卜种子。一项研究检查了接近空间条件如何影响大肠杆菌细菌的生长速率。另一种观察了商业上可用的羽绒服与NASA Spacesuit的绝缘性能。所有项目都是由学生设计,领导和实施的,由Steven,RIMA和其他导师的指导。

姊妹高铁气球发射

姐妹高中学生准备发起他们的气球。

Rima化学课的悉尼威尔金斯表示,“这比正常的高中科学实验感觉更真实。它完全由学生和学生完成。看到人们提出的想法有趣真的很有趣。孩子们真的很感兴趣并投入它。“

平流层气球科学

史蒂文对平流层气球运动的热情可以追溯到20世纪90年代初,当时他在格陵兰岛的阿拉斯加费尔班克斯大学(University of Alaska - Fairbanks)工作(提取冰核用于大气研究),这使他有机会参加哈佛大学和美国国家航空航天局(NASA)举办的平流层气球运动。从那时起,他就一直在乘气球。他说:“气球是一个神奇的事件。看着气球上升到一定高度会让你内心的小孩兴奋不已。而气球是进入太空的廉价座位!”

史蒂文在Istar工作的大型平流层气球可以爬到150,000英尺(45公里)。它们可以在火箭发射成本的一小部分中提供接近空间,开辟了新的流程图研究的新机会。气球可以携带摄像机,传感器和其他设备的有效载荷,以研究平流层中的大气条件,从大气中,从大气层上方获得畅通无阻的空间视图,并从地球上以上分开。它们还用于携带材料,设备或甚至生物体(如种子,植物,细菌,酵母和真菌)进入近空间,以了解它们如何应对平流层条件,包括低温和压力,强烈的紫外线辐射和低水平氧气和其他大气气体。

学生在姐妹高中工作的气球要小得多,并且比美国宇航局和其他空间组织使用的较轻的有效载荷。因为学生的气球没有发泄,因为在气体膨胀之前,它们只能在平流层上增加约10,000英尺(30公里)(由于平流层中的较低压力)导致它们爆裂。一旦发生这种情况,有效载荷下降,并且降落伞部署以轻轻地返回地球。


学生开发的视频显示他们的气球发射项目。

学生们用气球来观察他们在化学课上学习的气体定律在现实世界中的作用。他们还研究气象学来预测气球的行为以及有效载荷可能降落的地方。他们所进行的实验涵盖了材料科学、生物学、气象学和化学等广泛的科学技术学科。史蒂文说:“这确实是一个多学科的项目。你们学到了STEM的方方面面——设计实验的科学,设计有效载荷和仪器系统的技术和工程,以及计算轨迹和分析结果的大量数学知识。这是件很有趣的事情。”

科学发现的现实课程

也许最有价值的课程与他们一起带走的是,科学的实验不仅仅是关于科学的。气球发射需要大量的项目管理,协调和合作,以确保成功的结果。

通常,学生管理程序的每个方面,包括设计和选择项目,工程有效载荷,监控天气状况和计算气球的轨迹,并管理发布和恢复操作。RIMA的班级的学生分为实验设计的团队(由社区成员杆Moorehead),有效载荷建设,天气(由退休的气象学家Ron Thorratordson引导),以及物流,包括项目管理和有效载荷恢复。该团队必须相互协调,并与姐妹鹰机场等社区合作伙伴协调,为该计划提供发布的空间以及该计划的其他资源。2020年,由于与Covid-19相关的社会疏散要求,史蒂文和RIMA必须采取更多的管理,物流和恢复作用。

该项目让学生一瞥科学如何由Battelle等组织在现实世界中进行的。RIMA说:“他们将成为专注于项目特定方面的团队的一部分,并了解他们如何填补不同的角色,以使项目融合在一起。他们根据他们的兴趣设计了自己的实验,并看到他们的愿景成为现实。这是一个非常深刻的体验,他们会记得很长一段时间。“

史蒂文的联系使学生与来自世界各地的科学家合作的机会,如Silvia Masi,Rome La Sapienza和Pierre Dedieu,从CNES(法国空间机构)退休。史蒂文希望这些联系不仅可以帮助学生的高中实验,而且还可以帮助他们设想未来的职业机会。“我们试图为好奇的学生开放件事,”他说。“我告诉他们将来靠近这些联系。”

悉尼对新闻业很感兴趣,她正在为姐妹高中的气球项目建立一个网站,介绍过去几年里所有的实验。她说:“能够与Steven一起工作,与Silvia Masi等人交谈是一件很酷的事情,因为他们对自己所做的事情充满了热情。在高中经历这么多很有趣,我真的很感激能在这样一个环境中实现这一点。”

膨胀与巴特尔

与史蒂文和姐妹高中的合作是战斗的自然。茎教育是我们使命和任务的一部分。Battelle长期以来一直参与K-12茎教育,Stem劳动力发展和社区外展。Battelle教育他参与了许多K-12 STEM项目和项目,包括俄亥俄州哥伦布市的Metro Early College High School;以stem为重点的教师培训项目;还有遍布全国的无数资助项目。的Battelle Stem Grant计划提供资金来在学校和社区中心开始或维持创新的茎教育计划。

姐妹们的计划也有兴趣的战斗,因为它与许多科学领域相交,并展示了能够安全,有效,复杂的科学所需的努力和协调。Battelle拥有一个90年历史的历史,横跨纪律的无与伦比的科学专业知识,从北极到南极,从深海到平流层的地球。我们的研究基础设施管理经验跨越数十年国家实验室管理亚搏网app安卓版,有效运作国家科学基金会国家生态天文台网络世界一流的化学非军事化技术和运营管理。Battelle与Istar有关项目的工程,利用气球的固有效益来测试各种政府资助的计划的原型,包括新的亚孔遥测系统。

战役资金将有助于史蒂文和RIMA维持未来几年的计划。此前,ISTAR为该计划提供了资金,设备和用品,并通过当地社区和姐妹们的捐赠捐款每年重新偿还。通过这一补助金,他们将能够购买设备和用品,这可能包括额外的仪器和设备,以支持更精细的实验。未来(一旦举办了与Covid相关的旅行限制),他们希望能够将一些学生们参加国际旅行,以便在格陵兰或其他地点参加大规模的地段计划,并参与格陵兰或其他地点的发射和恢复工作。RIMA说:“从Battelle获得赠款就像我们的计划批准的邮票。我们将这么多工作进入这一点,这项资金为这些努力提供了一些验证。拥有这种支持将确保该计划为我们的学生持续到未来。“

史蒂文渴望看到姐妹高中和战斗之间的更多合作。“当你获得像Battelle这样的组织的支持时,它打开了门,”他说。“该门口对方的机会巨大。Battelle的支持将使很多事情成为可能。“

Battelle研究人员也热衷于这种关系。“我们认为,质量茎教育是儿童发展所需的知识和技能的最佳方式,”战士教育的企业参与和教育外展所长的雷纳斯·斯诺德说。“姐妹们高中的创新课程是一个惊人的例子,不仅是创造性地融入科学,技术,工程和数学,而且还有一个创造实验工作所需的后勤规划。这正是我们致力于支持的工作类型。“