Taller práctico de Astronomía: Más allá de lo visible
Datos del Proyecto
Descripción de la Experiencia
Para el curso 2017-18, el Taller de Astronomía del IES Itálica se ha centrado en otros modelos observación astronómica, como la astronomía infrarroja y la radioastronomía, sin dejar de lado la astronomía tradicional. Mi compañero Fco. Peñalosa y yo mismo, a excepción del primer año, hemos compartido este taller con gran aceptación entre, principalmente, nuestro alumnado. Sin embargo, este año el profesor Peñalosa se ha visto obligado a darse un descanso de Profundiza -te echamos de menos Paco-, por lo que este curso continúa el taller con 15 alumnos, únicamente.
PLANTEAMIENTO INICIAL
Entre los objetivos planteados para este curso, encontramos:
- Comprender las características principales de los objetos celestes.
- Comprender el concepto de constelación y ser capaz de ubicar los principales hitos del cielo nocturno en nuestro entorno con ayuda de un planisferio.
- Utilizar el programa Stellarium para ubicar constelaciones y objetos celestes en cualquier lugar del planeta.
- Comprender la experiencia de Eratóstenes, y ser capaz de calcular la circunferencia terrestre con los datos proporcionados por otro centro educativo extranjero (Irlanda).
- Comprender el concepto de radiación infrarroja y llevar a cabo el experimento de Herschell.
- Comprender el concepto de radiación ultravioleta y llevar cabo el experimento de Ritter.
- Construir un espectroscopio manual y comparar distintos espectros producidos por distintos objetos.
- Comprender la utilidad de la radioastronomía.
- Construir un pequeño radiotelescopio con un receptor de radio, una antena circular de cobre, y usarlo para detectar a Júpiter.
- Construir radiotelescopio con una antena parabólica y un detector de satélites.
- Construir un sextante y usarlo para medir la latitud.
- Practicar y desarrollar distintos tipos de cohetes de papel y desarrollar modelos que aerodinámicamente mejoren las propiedades de velocidad, planear, altura alcanzada después del lanzamiento, así como triangular su posición por medio del clinómetro.
DE LA TEORÍA A LA PRÁCTICA
A partir de estos objetivos, diseñamos las sesiones que se desarrollaron más o menos -en nuestro blog, se detallan todas- como sigue:
Stellarium, para los días de lluvia.
Durante la primera sesión, cada participante se presentó y algunos de los que participaron en el proyectos de años anteriores contaron su experiencia en PROFUNDIZA.
El alumnado «veterano» se dedicó a presentar los instrumentos y a resumir su experiencia del año anterior. Presentaron los telescopios refractores que construyeron el año anterior. Y, sobre todo, compartieron lo bien que lo pasaron en la Feria de la Ciencia, exponiendo telescopios, cámaras estonopeicas, etc.
Se presentó al alumnado el programa simulador Stellarium, con el fin de ir proporcionándoles algunas herramientas que les permita practicar la localización de algunos objetos astronómicos así como obtener un mapa dinámico del cielo en cualquier hora y fecha del año.
Este año ha estado lloviendo de manera discontinua casi todo el mes de marzo así que ni el previsto 6 de marzo, ni el 13 pudimos realizar ninguna observación. Como consecuencia, se hizo una gymkhana astronómica con Sellarium y se trabajó sobre ideas previas que llevaban a conceptos erróneos.
Querido lector/a: ¿la Estrella Polar ha señalado siempre el Norte? ¿Lo seguirá haciendo dentro de 100, 200, 1000 años? Para averiguar la respuesta, dirígete a nuestro blog.
Cuánto mide el mundo.
El objetivo de la segunda sesión era que el alumnado conociera la experiencia de Eratóstenes para posteriormente reproducirla utilizando instrumentos de observación y medición elaborados por ellos mismos. La idea es llevar la experiencia a cabo en el momento de entrada del equinoccio de primavera midiendo para ello el ángulo de incidencia de los rayos solares con el fin de obtener la latitud del lugar así como participar en el Proyecto Eratóstenes a nivel internacional, el cual pone en contacto centros de diferentes partes del mundo con el fin de utilizar los datos obtenidos en las mediciones tomadas por los diferentes centros educativos para estimar el diámetro de la Tierra.
Comenzamos la sesión conociendo algunas nociones sobre la inclinación de la Tierra con respecto al plano de traslación de la misma alrededor del Sol y sobre la relación del ángulo de incidencia de los rayos solares con respecto a la latitud del lugar el día de entrada del equinoccio a la hora del mediodía solar. Posteriormente vimos un vídeo introductorio en el que se explica la experiencia de Eratóstenes y cómo calculó el radio de la Tierra con una precisión importante teniendo en cuenta los medios que tenía en aquella época.
Los y las estudiantes aprendieron a usar el clinómetro que realizaron sus compañeros el pasado año, con el asesoramiento de los y las participantes de la edición anterior.
Dicho clinómetro consta de dos listones de madera dispuestos en forma de T, modelo inspirado en otro instrumento tradicional que se usaba agrimensura. Éste se clavaba en el suelo y el nuestro está atornillado a una peana, mientras que el otro listón está sujeto al primero por un tornillo que le permite bascular, dicho listón poseerá un cilindro de PVC a modo de mirilla y un cuadrante graduado con una plomada colgando de un hilo desde el cuadrante, que permita medir el ángulo de inclinación.
Participamos en el proyecto internacional Eratosthenes (un proyecto en el que participan más de 1100 centros educativos de 38 países distintos), y compartimos nuestros datos con centros que estuvieran en nuestra mismo meridiano, aproximadamente. Así lo hicimos con el centro irlandés Confey College , de Leixlip, Co. Kildare.
Más allá del arcoiris.
La tercera fue una de las sesiones más interesantes. Se comenzó con una introducción a la importancia de los rayos infrarrojos, conocidos por muchos de ellos por su uso en los mandos a distancias y por los visores de las películas.
Después se les presentó la web depracticas de astronomía infrarroja de la NASA y un vídeo muy ameno acerca de su uso práctico.
Sólo nos quedaba descubrir su existencia, lo cual resultó todo un hito dado que los infrarrojos son invisibles al ojo humano.
Para ello, prepararon el experimento de Herschel, con un prisma de cristal, una caja de cartón, y cuatro termómetros de mercurio.
El experimento es tan sencillo y sorprendente que cualquiera puede asombrarse de cómo un músico pudo desarrollar tan interesante concepto como el de temperatura del color.
Y sin cambiar de caja, tomando un pliego de papel fotográfico, nuestros investigadores descubrieron la radiación ultravioleta, como la experiencia de Ritter.
La paloma de Arquitas, relojes de sol y cosmología clásica.
Durante la I Semana Grecorromana del IES Itálica, los y las participantes del taller expusieron algunos ejemplos del sorprendente saber astronómico de la época clásica. Para ello, en la cuarta sesión, preparamos los instrumentos que llevaríamos al conjunto arqueológico de Itálica, donde montaríamos nuestro «Tenderete de Astronomía» para deleitar a visitantes y estudiantes con algunos conocimientos de astronomía clásica.
Entre los trabajos más influyente sobre aerodinámica está el estudio del vuelo de los pájaros de Leonardo Da Vinci, pero pocos conocen que el primer prototipo de cohete, en la cultura occidental, se le atribuye al filósofo griego Arquitas (S. IV a.C.). Su modelo de «paloma» hecha de madera con un mecanismo hecho de vejiga de animal en su interior, utilizaba un primitivo sistema de propulsión de aire a presión. Nuestras y nuestros alumnos se esforzaron en construir sus propios modelos, para lo que adaptamos una idea del proyecto educativo de NASA para estudiantes, y presentamos nuestras «palomas» a los pies de la estatua de Trajano. Aunque no lo parezca, cada uno de los prototipos presentados fueron fruto de un proceso de diseño muy complejo, en el que se alternaron distintos materiales.
Finalmente, se presentó la experiencia de Eratóstenes y se explicaron las diferencias entre el heliocentrismo de Aristarco de Samos y el Geocentrismo de Ptolomeo.
Si tienes una parabólica, tienes un radiotelescopio.
La astronomía contemporánea no se basa en las limitaciones de los instrumentos ópticos, sino gigantescas antenas parabólicas que exploran el universo en busca de radiaciones electromagnéticas. Para comprender la potencia de estos instrumentos, nada mejor que construir un radiotelescopio con una antena parabólica, un detector de satélites y una pila de petaca.
El método científico está lleno de sinsabores. Nuestras y nuestros investigadores lo descubrieron cuando no consiguieron que funcionara durante la quinta sesión, a pesar del duro montaje y el diseño de la batería, formada por cuatro pilas de 4.5 V conectadas con un circuito en serie. Sin embargo, cuando el detector empezó a pitar durante la sexta, después de cambiar los cables coaxiales, experimentaron la sensación de euforia de un descubrimiento que se había resistido. Si Aristóteles dijo «Eureka», nuestros estudiantes-Profundiza dicen «illo, bro».
Además, para acabar esta sexta sesión, se construyó otro modelo de lanzadera de cohetes, esta vez con una válvula de cámara de neumático.
Súbeme la radio, que quiero escuchar a Júpiter
Durante la quinta, sexta y séptima sesión intentamos repetidamente reproducir la experiencia de «escuchar Júpiter», conectando un receptor de radio, que detecte la banda de frecuencias de 18 a 22 mhz, con un máximo en 21 mhz, a una antena hecha con alambre de cobre, soportada por un tablón cubierto d papel de plata.
No lo conseguimos (aparte de las dificultades propias, conseguir escuchar el campo magnético de Júpiter sólo se logra con una probabilidad del 20%), pero amenazamos con intentarlo de nuevo en septiembre.
Esta cámara es una lata
Nuestro clásico, la cámara estenopeica construida con una lata de refrescos, fue la tarea especial de la séptima sesión. En nuestro blog está descrito todo el proceso, repitiendo el modelo de Justin Quinell.
Recortables para construir instrumentos
Siguiendo algunos modelos comerciales (en nuestro blog encontrarás más indicaciones), pasamos la octava y la novena sesión descifrando manuales en alemán. Al final, conseguimos un proyector de manchas solares y un reloj analemático portátil.
CONCLUSIÓN
A modo de autoevaluación, hay experiencias que se quedaron en el intento: la escucha de Júpiter y la mayoría de los instrumentos recortables. También aprendimos que una parabólica grande no sólo no mejora la recepción sino que es un trasto que no sirve para nada.
Pero, en el lado positivo, pesa más que las y los investigadores-Profundiza han descubierto realmente la radiación infrarroja, la ultravioleta y la utilidad de una radio telescopio, no como un concepto abstracto, sino como el resultado de una experimentación; han contactado con una escuela en Irlanda para medir la circunferencia terrestre, y han desarrollado modelos de cohetes, diseñando estrategias propias para mejorar la aerodinámica de los proyectiles. Y que están deseando que Profundiza vuelva el próximo curso; y un servidor también.
Photo by Arthur Aldyrkhanov on Unsplash
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