Uhvati zvjezdanu prašinu

Kako astronomi skupljaju zvjezdani prah? Oni osmišljavaju i grade satelite koji se lansiraju u svemir kako bi sakupljali čestice na posebno dizajniranim pločama. Sateliti se mogu poslati u orbitu oko zanimljivog objekta: planete, mjeseca ili komete. U ovom eksperimentu možete izgraditi vlastiti mini satelit i koristiti ga za prikupljanje nekih zvjezdanih krhotina. Ako simulirate udar asteroida, koliko zvjezdanog praha će sakupiti vaš satelit? Hoće li postavljanje vašeg satelita na različite "orbitalne" udaljenosti od utjecaja promijeniti količinu skupljenog otpada? 2006. godine, naužnici u NASA-i dobili su vrlo posebnu dostavu iz svemira. Bio je to paket svemirskih čestica koje je snimila misija StarDust, satelit koji je poslan u svemir 7 godina ranije. StarDustova misija bila je letjeti kroz difuzni oblak plina i prašine komete Wild 2 kako bi zabilježila zvjezdani prah, a zatim poslala kapsulu natrag na Zemlju, gdje bi je mogao proučiti tim znanstvenika. Kada je kapsula sletjela u pustinju Jute 2006. godine, znanstvenicima je laknulo kada su vidjeli sitne svemirske čestice "neozlijeđene" i spremne za proučavanje. (NASA JPL, 2007 Pročitajte više)

Kako je satelit uhvatio čestice? Ovaj satelit osmišljen je s posebnom pločom za sakupljanje koja sadrži poseban gel zvan "aerogel" koji bi mogao zarobiti čestice dok su bombardirale ploču. Trag svake pojedine čestice mogao se vidjeti u aerogelu. Potom bi se svaka pojedina čestica mogla izrezati iz gela u obliku trokutaste kriške i ispitati kako bi se utvrdilo od kakve je materije sastavljena čestica.

U ovom ćete eksperimentu izgraditi vlastiti mini satelit i koristiti ga za prikupljanje nekih zvjezdanih krhotina. Napravit ćete svoj satelit od kartona za mlijeko i koristićete vazelin za "hvatanje" čestica. Tada ćete koristiti različite dužine žica, kako biste objesili svoje satelite na različitoj udaljenosti od Zemlje, simulirajući različite orbitalne udaljenosti.

Materijal

Karton od mlijeka pakovanja pola litre

Makaze

Žica (konopac)

Vaselin (ili drugi petroleum jelly produkt)

Maska za lice (kao one koje koristite kada farbate)

novčić

Permanentni marker

vješalica

Mjerna traka

pepeo (iz kamina, ili grila)

Velika posuda (ili ravna kutija)

Baseball lopta

Prvo ćete morati izgraditi svoje satelite, po jedan za svaku udaljenost koju ćete testirati. U ovom postupku opisujemo upotrebu triju satelita, ali možete izgraditi više koristeći karton za mlijeko

Pomoću makaza odrežite jednu stranu kutije za mlijeko te napravite tri pravokutnika iste veličine

Izrežite prorez u svakom pravokutniku, na pola puta prema sredini pravokutnika. Nacrtajte krug na svakom "krilu" na bijeloj strani pravokutnika koristeći trajni marker i novčić kao vodič. Na svakom biste pravokutniku trebali imati 2 kruga jednake veličine

Sastavite dva komada u mini-satelit. Zavežite žicu oko središta satelita za vješanje.

Ponovite korake da biste napravili tri (ili više) satelita.

Pripremite svoj satelitski uređaj za postavljanje (vješalica za odjeću) koji će vaš volonter držati za vas. Svaki od satelita objesite na vješalice za odjeću različitih duljina pomoću priloženih žica. Jedan satelit trebao bi biti na kratkoj žici (oko 10 cm), drugi na žici srednje veličine (oko 50 centimetara), a posljednji na dugoj žici (oko 1 metar).

Zatim ćete morati postaviti simulaciju udara. Ovaj je eksperiment vrlo prašnjav i neuredan, tako da ćete morati postaviti simulaciju vani. Također, morat ćete dovesti svog dobrovoljca koji će vam pomoći da držite svoje "satelite" tokom udara "meteora". Vaše dvorište bi bilo dobro mjesto za postavljanje mjesta za simulaciju.

Na tlo postavite na testno mjesto plitku kutiju.

Napunite kutiju pepelom iz kamina ili roštilja. Ako nemate, umjesto pepela možete zamijeniti bilo koji lagani, prašnjavi prah poput: krede, praha od talka itd. Dopustite da se sav pepeo slegne i nemojte uznemiriti pepeo dok ne budete spremni za eksperiment.

Razmažite sloj vazelina na svakom krugu vašeg satelita koji će sakupljati čestice lijepljenjem na njih. Na svakom satelitu trebali biste imati četiri kruga. NAPOMENA: Vrlo je važno zaštititi svoje satelite nakon ovog koraka, kako slučajno ne biste kontaminirali krugove. Pokušajte ih održavati čistima dok ne napravite simulaciju!

Neka vaš volonter stavi masku za lice i držite satelitsku vješalicu iznad, ali ne dirajući površinu pepela. Objasnite svom volonteru što ćete učiniti u sljedećem koraku (da se ne pokvare) i recite im da ostanu mirni.

Nakon odbrojavanja, baci "meteor" (tvrdi predmet kao što je lopta) u hrpu pepela, što izaziva "kratere" i šalje oblak "zvjezdane prašine" oko udarnog kratera.

Nakon što se prašina slegne, pomoću digitalnog fotoaparata fotografirajte svaki krug kolekcije (ukupno 4) za svaki satelit pomoću digitalne mikro postavke na fotoaparatu. Evo primjera fotografije snimljene za svoj eksperiment:

Nakon što fotografirate, možete ponoviti eksperiment i prikupiti više podataka brisanjem vazelina POTPUNO

Sada možete analizirati podatke. Otvorite svaku fotografiju u digitalnom uređivaču fotografija, poput iPhoto-a ili Adobe Photoshopa. Prebrojite ukupan broj čestica u svakom krugu i upišite podatke u tablicu:

Izračunajte prosječni broj čestica za svaku udaljenost od satelita u orbiti tako da zbrojite sve svoje podatke (u ovom slučaju krugove 1-4) i podijelite s brojem podataka (4). Odgovor zapišite u posljednji stupac tablice podataka.

Napravite grafikon s podacima. Na (y-os) napišite "Prosječni broj sakupljenih čestica". Na (x-osi) dužina žica tj udaljenost orbite

Što znače vaši rezultati? Povećava li se prosječni broj sakupljenih čestica s udaljenosti orbite? Koji zaključak možete učiniti o ovome?