Investigación Aeroespacial

 



El “Programa STEAM: Investigación Aeroespacial aplicada al aula” tiene como objetivo fundamental acercar al profesorado y al alumnado de los centros docentes sostenidos con fondos públicos andaluces al estudio y a la investigación aeroespacial aplicada al aula.

Se promueve así la participación del alumnado en proyectos que integren la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas en conexión con las artes y las humanidades, de forma que despierten su inquietud por el conocimiento dentro de un ámbito STEAM.

La participación en este programa permitirá al alumnado y al profesorado realizar actividades en colaboración con diferentes entidades aeroespaciales, orientadas a aplicar lo aprendido, enfrentarse a retos y problemas reales mediante una metodología de trabajo cooperativo y de Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP), donde tienen que poner a prueba las habilidades y competencias básicas adquiridas en el
desarrollo del currículo, en el contexto aeroespacial. 


ÍNDICE:


MÓDULO 1. SPACE TROOPERS

Web de referencia: https://esero.es/spacetroopers/

ESERO SpaceTroopers es un proyecto pedagógico transmedia creado por ESERO Spain para ayudar a docentes a reforzar conocimientos y competencias STEAM, entre el alumnado de Educación Infantil y primeros cursos de Primaria.


MÓDULO 2. OBSERVAMOS DESDE EL ESPACIO

En este módulo vamos a trabajar la observación de la Tierra desde el espacio, gracias a la información proporcionada a partir de las imágenes obtenidas por la familia de satélites Sentinel. Los diferentes satélites y sus sensores nos permiten analizar que ocurre en la Tierra ante cualquier problema meteorológico, catástrofes naturales o acciones del hombre como los incendios. Las actividades propuestas pueden servir de inicio para plantear diferentes experimentos que permitan participar en el desafío de Detectives Climáticos.

1. Objetivos

  • Conocer el funcionamiento de la herramienta EO Browser.
  • Conocer las funciones de los diferentes satélites de observación que orbitan alrededor de la Tierra.
  • Relacionar actividades con el programa Aldea.
  • Conocer el desafío “Detectives climáticos”

2. Contenidos

  • Posición geoestacionaria de satélites alrededor de la Tierra.
  • Situación actual de la geografía andaluza.
  • Cambio climático, deforestación, crecimiento urbano.
  • Cálculo de áreas y superficies.

Web de referencia: https://esero.es/practicas-en-abierto/eo-browser

Empezar a explorar con EO BROWSER

Herramientas para evaluar la cantidad y la calidad del agua desde el espacio


GUÍAS DE TRABAJO (orientadas a la asignatura de geografía)

  • Autopistas oceánicas
  • Después de la tormenta
  • Tierra. Efecto Invernadero
  • Observación de la Tierra. Conocer para actuar. El hielo desde el espacio
  • Obtención de una cámara web infrarroja

Ejercicios propuestos. Comparativa de nieve en Sierra Nevada con EO Browser

1. Accede a la aplicación EO Browser
2. Selecciona el modo "Educación"
3. Inicia sesión
4. Selecciona el lugar elegido en el buscador

Buscamos en el menú de la esquina superior derecha la ciudad o el lugar elegido, en esta ocasión "Sierra Nevada". También es posible navegar directamente en el mapa hasta localizarla. Puedes ajustar el zoom con la rueda del ratón o con los botones "+ / -" de la esquina inferior derecha.

5. Elige el tema.

Seleccionamos en el menú de temas de la izquierda “Monitorización de la Tierra desde el espacio”.

6. Selecciona las fechas

Podemos elegir un intervalo de fechas o un día. En nuestro ejemplo seleccionaremos las fechas 1 de Enero de 2019 y el 5 de Enero de 2019.

7. Busca y selecciona las imágenes

Unos segundos después te aparecerán las imágenes. En nuestro ejemplo, según el nivel de nubosidad indicado, se mostrarán 1 o varias imágenes del 4 de Enero de 2019.
Para seleccionarla pulsa en "visualizar" o en cualquier lugar del mapa, que se coloreará de verde al pasar el cursor por encima.

8. Elige tu índice o script

Unos segundos después aparecerá la imagen y podremos elegir entre los distintos índices o scripts en el menú de la izquierda.
¿Qué aporta cada uno de ellos? Podemos comprobar que en algunas imágenes no se diferencian bien las masas de agua y en otras se ven muy bien destacadas. Por ejemplo, en la composición en color natural aparecen en color verde y podría confundirse con la vegetación. Sin embargo en las composiciones en "falso color" y "NDVI" aparecen claramente diferenciadas.
También existe una opción para crear nuestros propios compuestos, índices o scripts.
El índice "Clasificación de escena" nos permite diferenciar muy claramente agua, cultivos, zonas sin cultivar, nieve (en este caso de color rosa), etc.
Si haces clic en las flechitas amarillas al lado de cada índice obtendrás más información sobre sus usos.

9. Añade la imagen a comparar

La imagen seleccionada se puede enviar a la lista de imágenes a comparar. Para ello se puede debe pulsar en el correspindiente icono "Añadir a comparar".


10. Realiza una comparación

Una vez añadida la imagen, vuelve a buscar una nueva imagen con fecha 2020-01-04. Para ello, puedes volver a la opción "Descubrir" o modificar directamente la fecha en la opción "Visualizar".

Añade también esta nueva imagen al comparador y pulsa en la opción "Comparar". Inicialmente tendremos la opción de comparar por cortina y movemos la barra de "Posición de cortina" para ver la superposición de las imagenes que se están comparando.

11. Utiliza los marcadores y haz una secuencia

De igual forma que se pueden comparar varias imágenes, se pueden seleccionar varias imágenes para generar una secuencia que muestre la evolución de un lugar en diferentes fechas. Para ello vamos añadiendo una a una las imágenes a la lista de marcadores, pulsando en el correspondiente icono.

  Ejercicio 2. Crecimiento de una localidad andaluza

En esta tarea se va a realizar una comparación visual del crecimiento de una localidad andaluza, a través de las imágenes que facilita la aplicación EOBrowser.

 1) Abre EOBrowser y realiza una búsqueda de una localidad andaluza.

2) Busca imágenes sin nubosidad con la fecha más antigua posible. Guarda la imagen en la opción "Comparar".

3) Sin modificar la posición ni el zoom en el mapa, realiza una nueva búsqueda de imágenes con fecha actual. Guarda también la nueva imagen en la opción "Comparar".


4) Compara ambas imágenes con el método Cortina u Opacidad. Haz una captura de pantalla donde se vea la comparación de ambas imágenes.


RETOS EN LOS QUE SE PUEDEN PARTICIPAR

Detectives del clima

Programa Aldea. Educación Ambiental para la Comunidad Educativa


MÓDULO 3. CONSTRUIMOS NUESTRA BASE LUNAR

En este módulo vamos a trabajar el uso didáctico del diseño y la impresión 3d bajo el contexto de la colonización lunar. Se van a trabajar diferentes herramientas de diseño 3d con ejemplos y ejercicios adaptados a la temática espacial que sirvan de punto de partida para la participación en la competición Moon Camp.

1. Objetivos

  • Crear objetos básicos diseñados en 3d.
  • Conocer el proceso de composición de objetos más complejos.
  • Compartir objetos y desarrollar composiciones de manera colaborativa.
  • Conocer los elementos básicos necesarios para la vida espacial.
  • Relacionar actividades con programa STEAM Robótica.
  • Conocer el programa “Moon Camp Discovery”.

2. Contenidos

  • Necesidades vitales para la establecer la vida en el espacio.
  • Características físicas de los planetas y satélites del sistema solar.
  • Diseño básico 3d.
  • Formas geométricas.
  • Realización colaborativa de objetos y proyectos.


Webs de Referencia: Tinkercad

Cómo empezar con Tinkercad

Introducción a fusión 360

 

GUÍAS DE TRABAJO (orientadas a la asignatura de física y química y EPV)

  • Aprovecha la energía del agua
  • Extrae agua del suelo lunar
  • La energía de la luz solar
  • Podría sobrevivir la vida en entornos extraterrestres
  • Refugio Lunar


Tarea. Realizar un diseño inicial de una base lunar con Tinkercad


PARTICIPAMOS:

Moon Camp Challenge

Moon Camp es un proyecto educativo realizado en colaboración entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Fundación Airbus, en asociación con Autodesk. Utiliza tecnologías de aprendizaje innovadoras para desafiar a los estudiantes a diseñar su propio campamento lunar con una herramienta de modelado 3D (Tinkercad o Fusion 360). Cuenta con actividades multidisciplinares que se enfocan en el aprendizaje por diseño y la experimentación científica.


Galería de proyectos


MÓDULO 4. CONTROLA TU ROVER LUNAR

Los contenidos y actividades de este módulo presentan una primera aproximación a la programación en bloques bajo el contexto de la simulación de un vehículo de exploración lunar. Sirven como punto de partida para los siguientes módulos que se centrarán en la programación de diferentes dispositivos y componentes. Los simuladores utilizados permiten comprender el funcionamiento de las instrucciones utilizadas antes de probar con dispositivos y vehículos reales.

1. Objetivos

  • Conocer los fundamentos de la programación por bloques.
  • Conocer los principales bloques de movimiento.
  • Conocer el acceso a la información a través de sensores.
  • Simular el funcionamiento de un robot.
  • Relacionar actividades con los Programas STEAM: Robótica aplicada al aula y Pensamiento Computacional aplicado al aula.

2. Contenidos

  • Estructura básica de programa por bloque.
  • Bloques de condición e iteración.
  • Bloques de movimiento.
  • Bloques de sensores.
  • Bloques de control de luz.

Webs de Referencia:

Controla de forma remota un Rover Lunar

GUÍA DE TRABAJO: (asignaturas; física y EPV)

Todo terreno lunar

Ejercicios propuestos: Programación básica de un rover lunar

1. Accede al simularod Open RobertaLab
Para comenzar a utilizar el simulador abrimos la página https://lab.open-roberta.org/
Una vez accedemos a la pagina de programación, abrimos la ventana de simulación pulsando el enlace "SIM".
Cargamos el fondo lunar en nuestro simulador, pulsando la correspondiente opción y eligiendo la imagen fondo lunar.

2. Comenzamos a mover nuestro rover
Comenzamos crean el código usando las siguientes instrucciones:

Acción - mover hacia delante. Nuestro rover se mueve hacia delante con una determinada velocidad.
Control - esperar. Nuestro rover mantiene la velocidad durante este tiempo en milisegundos.
Acción - para. Tras superar el tiempo de espera, el rover se detiene.
Para comprobar el código, se pulsa el botón ejecutar, en el menú inferior.
Para reiniciar la simulación, la forma más sencilla es ocultar el simulador y volverlo a mostrar (botón SIM).


3. Girar para esquivar obstáculos
Añadimos nuevo código en nuestro programa para que el rover esquive el bloque azul.

Una vez se detiene frente al objeto, añadimos la instrucción "Acción - gira derecha con velocidad y grado", de esta forma el rover gira 90 grados hacia la derecha con velocidad 30.
A continuación se añade una nueva instrucción de movimiento "Acción - mover hacia delante una distancia en cm" para que una vez haya girado, avance 30 cm.


Se repiten los bloques anteriores para que el rover recorra completamente el lateral del objeto. En esta segunda ocasión la distancia que se deberá recorrer es 60 cm.


4. Usar el sensor de obstáculos
A continuación vamos a realizar un programa similar utilizando en esta ocasión el sensor de distancia. Eliminamos el tiempo de espera y lo cambiamos por el siguiente código:

Control - esperar hasta que: cambiando el tiempo de espera por la ocurrencia de una condición de espera.
Sensores - obtener distancia del sensor de ultrasonidos: nos devuelve el valor de la distancia hasta el obstáculo frontal.
Lógica - menor que: la distancia al objeto será menor a 5 cm.

Una vez alcanzado el obstáculo realizamos los giros para esquivarlo y poder continuar el camino.

A continuación añadimos el código para que vuelva a recorrer hasta el siguiente objeto.

Repetimos el código, en esta ocasión en sentido contrario para que esquive el nuevo objeto.

Y finalmente añadimos el nuevo código para que alcance el final del recorrido.

5. Utilizar el sensor de color
En este ejercicio vamos a utilizar el sensor de color para forzar a nuestro rover a buscar una "piedra" amarilla en la zona de simulación.

Cargamos la imagen y creamos un área de color y asignamos el color que deseamos buscar con el programa.

Comenzamos creando un pequeño programa que mueva el rover hasta que encuentre un obstáculo, si hay distancia suficiente se mueve, de lo contrario se para. Para que no se detenga el programa, utilizaremos un bucle "repetir indefinidamente".

Al encontrar un obstáculo, tras detenerse se gira 115º. Al estar dentro de un bucle y ya no haber obstáculo, el rover comenzará a moverse en la nueva dirección.

Cambiamos el ángulo de giro por un valor aleatorio entre 90º y 225º, de esta manera el rover irá recorriendo toda la superficie de forma aleatoria.

Modificamos el código para que cuando el rover encuentre el color amarillo se detenga. Utilizamos para ello una condición "si detecta color amarillo parar, si no mover". La condición la obtenemos igualando el sensor de color del puerto 3 con el color amarillo (grupo de bloques colores).

Por último para avisar que hemos encontrado el objeto amarillo, vamos a hacer que el rover muestre una luz verde.


6. Sigue un camino
En este ejemplo se pretende hacer que nuestro rover recorra un camino desde un punto inicial hasta un punto final.
Al comenzar la simulación lo primero que debe hacer el rover es girar 90º en sentido izquierdo (-) para orientarse según el camino a recorrer. Arrastramos el vehículo al rectángulo que será el punto de partida.
En esta ocasión vamos a usar el listado de instrucciones avanzado, ya que vamos a llevar una velocidad distinta en los dos motores del rover.

El motor B irá a 100 si el sensor de color detecta blanco (está en el camino) y 0 en caso contrario (se sale del camino).

Añadimos la instrucción contraria para el motor C, de forma que el vehículo se mueva en zigzag permaneciendo en el camino.


MÓDULO 5. SISTEMAS ELECTRÓNICOS ESPACIALES

En este módulo se realiza un primer acercamiento a la electrónica educativa con tarjetas Microbit y Arduino. Con los ejemplos y tareas propuestas, se realizará la simulación de montaje de sistemas electrónicos y su posterior programación para obtener el funcionamiento automático previsto. Estos ejercicios de electrónica básica pueden servir como primer paso para afrontar un sistema electrónico más complejo y participar en el desafío Cansat.

1. Objetivos

  • Conocer los fundamentos básicos de la electrónica.
  • Comenzar a programar tarjetas Microbit.
  • Comenzar a programar tarjetas Arduino.
  • Conocer el funcionamiento de simuladores Makecode y Tinkercad.
  • Relacionar actividades con el Programa STEAM: Robótica aplicada al aula.
  • Conocer el desafío CanSat.


2. Contenidos

  • Programación básica en Microbit.
  • Principales elementos de E/S: pulsadores, sensores, led y motores.
  • Ley de Ohm: voltaje, intensidad, resistencia.
  • Señales analógicas y digitales.
  • Programación básica en Arduino.



MÓDULO 6. REALIZAMOS EXPERIMENTOS EN EL ESPACIO

Los ejercicios presentados en este módulo nos acercan a la programación con Python y al funcionamiento de los sistemas Raspberry Pi. Con ellos se pretende conocer las posibilidades de uno de los lenguajes de programación más utilizados y las características de los dispositivos que han revolucionado el mundo de los microordenadores. Las tareas propuestas nos permitirán poder participar en el desafío AstroPi Zero, y plantear experimentos más complejos para AstroPi Space Lab.

6.0. Objetivos y contenidos del módulo 6

  • Conocer los fundamentos de la programación con Python.
  • Conocer las características de las placas Raspberry del componente SenseHat.
  • Conocer los programas AstroPi Zero y AstroPi Space Lab.
  • Relacionar actividades con el Programa STEAM: Pensamiento Computacional aplicado al aula.

 

https://projects.raspberrypi.org/

 

  MÓDULO 7. RECURSOS ADICIONALES

 1.1. Ingeniería de Astronaves
Este kit está vinculado a la misión “Ingeniería de Astronaves”. Incluye todo lo necesario para que el alumnado investigue por indagación cinco características que deben tener los materiales con que se construyen las distintas partes de una nave espacial como Orión.

Es el kit por excelencia de ESERO, ya que su puesta en práctica no requiere conocimientos previos y los materiales que contiene permiten diseñar sesiones para que el alumnado trabaje en equipo de forma simultánea.

Una colección de vídeos y presentaciones en diapositivas junto con un diseño efectivo de los materiales, urgen al alumnado a  resolver los cinco retos.

 


 1.2. Detección de Exoplanetas

La misión de investigación planetaria de ESERO tiene en este kit los materiales necesarios para poner en práctica seis guías didácticas de diferentes niveles educativos y desde diversas disciplinas, desde cómo el color que emite una estrella nos habla de su composición química al diseño de una guía de viajes espaciales. La práctica estrella es la reproducción del modelo del tránsito para detectar exoplanetas con una caja de cartón, una linterna y un poco de plastilina, que admite versiones más cualitativas o complejas para adaptarla a cualquier nivel. La gran mayoría de los materiales pueden adquirirse a bajo coste o reproducirse en cartelería ya que están incluidos en las guías didácticas.

 


 Proyectos REA/DUA. Situaciones de aprendizaje y Guías didácticas

 

DigiCraft

 En la era digital, cuando la imaginación no tiene límite, las oportunidades son infinitas. Mediante una metodología innovadora creada por la Universidad de Salamanca, DigiCraft forma a los más pequeños en las competencias digitales que les permitirán liderar su futuro.

 

 Visitas Aeroespaciales al Parque de las Ciencias

Visitas temáticas

Cuadernillo de visitas guiadas

 

EVIDENCIAS
(Las imágenes se encuentran en galerías independientes, para verlas hay que  hacer uso de la barra espaciadora que aparece justo debajo de éstas).
 

 Space Troopers (1º y 2º ESO)


 
11 de Febrero día internacional de la mujer/niña en la ciencia
 
Se impartieron charlas desde la Universidad de Almería sobre el papel fundamental que la mujer hoy día tiene en la ciencia y se realizó el visionado de la película "Figuras Ocultas" 
Realización de maquetas Sistema Solar  (2º ESO)
 En cooperación con la asignatura de Física y Química
 

Creación de objetos básicos con Tinkercad
En cooperación con la asignatura de Educación Plástica y Visual

Programación  con Arduino
En la asignatura de Computación y Robótica de 1º de la ESO



Visita al Parque de las Ciencias de Granada

Los alumnos de 3º de la ESO visitaron con la asignatura de física y química el Parque de las Ciencias de Granada, donde vieron varias exposiciones relacionadas con el espacio.
Investigación de materiales
Alumnos de 2º ESO vieron en la asignatura de Tecnología los distintos materiales con los que se fabrica una nave espacial.

Feria de la Ciencia Almería
Alumnos de 4º de la ESO y Bachillerato acudieron como expositores y visitantes a la feria de la ciencia de Almería celebrada en El Ejido.

Proyecto expuesto por los alumnos de 4º de la ESO:

Sistema depurador de agua

Utilizando un foto-catalizador (dióxido de titanio) para ver si es posible descontaminar y/o desinfectar agua para su reutilización empleando la luz solar.....En colaboración con la Plataforma Solar de Almería.

En la foto se pude ver el proceso de descontaminado (desde el agua azul con bacterias hasta el agua blanca ya descontaminada.



VIDEO EVIDENCIA FINAL:



 


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