Projecte PlanetBase

Projecte PlanetBase

PlanetBase és el projecte STEAM treballat a 1r d’ESO conjuntament des de Ciències Naturals, Tecnologia i Visual i Plàstica durant tot el curs 2018-19 (3h/setmana).
L’objectiu: dissenyar l’establiment d’una colònia humana en un exoplaneta habitable.
El motiu: els problemes derivats de la superpoblació, l’esgotament de recursos naturals, el canvi climàtic, … obliguen a la humanitat a buscar solucions, una de les quals pot estar més enllà del nostre Sistema Solar.
Per assolir l’objectiu hem dividit el problema en tres missions, que hem fet coincidir amb els tres trimestres del curs.

Missió 0. Presentem-nos a l’ESA


El repte s’ha presentat com un encàrrec de l’ESA (Agència Espacial Europea), a la que ens hem presentat mitjançant avatars i presentacions amb Scratch. Cliqueu sobre la imatge

Presentacions

Missió 1. Cerquem exoplanetes potencialment habitables

Objectiu: decidir, a partir de l’anàlisi de dades, quins exoplanetes podrien ser habitables, i dissenyar una sonda espacial per explorar-los. Per assolir-lo:


Hem analitzat dades de diferents sistemes solars, inclòs el nostre, i hem detectat una sèrie d’exoplanetes situats en la zona habitable de l’estrella al voltant de la qual orbiten, per la qual cosa podrien contenir aigua en estat líquid (condició indispensable perquè puguin ser habitables).

Hem traçat la ruta que ha de seguir una sonda espacial fins a cada un dels exoplanetes candidats, hem decidit els materials més adients per a cada part de la sonda utilitzant el kit Esero de l’enginyer d’astronaus, hem calculat les necessitats energètiques per al funcionament dels seus sensors, i els panells solars necessaris per cobrir-les.

Hem dissenyat i construït models de sondes espacials amb materials quotidians a partir de l’anàlisi de sondes reals i dels càlculs previs, tot ajustant-nos a un pressupost depenent del grau de compliment de les tasques anteriors.

Hem analitzat la funció dels coets per enlairar les sondes tot vencent la força de gravetat. Ens hem introduït a l’aerodinàmica experimentant amb diferents models de coets de paper i de sistemes de llançament.

Hem coincidit amb la missió BepiColombo de l’ESA, que va ser llançada el 20 d’octubre de 2018 des del port espacial europeu a Kourou i transporta dues sondes fins a Mercuri.

Hem fet pòsters digitals interactius amb els quals els alumnes expliquen com han resolt els diferents reptes d’aquesta missió.

Missió 2. Trobem l’exoplaneta idoni

Objectiu: decidir quin dels exoplanetes candidats és el més idoni per l’establiment d’una colònia humana, a partir de l’anàlisi de dades teòricament recollides per les nostres sondes. Per poder prendre aquesta decisió:


Hem posat a punt els sensors de les sondes, acoblant-hi una placa controladora micro:bit amb suports impresos en 3D, i contextualitzant l’aprenentatge inicial de la programació dels sensors que integra.

Hem treballat la telecomunicació de les sondes amb els radiotelescopis a la Terra: hem conegut l’espectre electromagnètic, les ones de ràdio i la seva relació amb les ones sonores i amb la llum (visible i no visible),
Hem muntat un model de radiotelescopi per entendre com funcionen aquestes obres d’enginyeria, capaces de captar ones de ràdio i transformar-les en senyals comprensibles per a nosaltres (imatges i so),
Hem realitzat activitats de radiocomunicació utilitzant el codi Morse entre les plaques micro:bit de les nostres sondes i radiotelescopis.

Hem analitzat gràfics de lluminositat durant el trànsit dels planetes davant de la seva estrella per determinar la massa i el període orbital dels exoplanetes candidats.
Hem utilitzat referències científiques per descartar els planetes amb molt poca massa (símptoma d’atmosfera feble) i els excessivament grans (símptoma de planetes gasosos sense o amb molt poca superfície sòlida). Segons els nostres càlculs, només dos dels sis exoplanetes candidats podrien ser habitables.
Hem analitzat gràfics d’espectrometria d’aquests dos planetes per esbrinar la seva composició: cap dels dos és perfectament habitable, un té molt poca atmosfera i l’altre no té oxigen.

Hem decidit que preferim enfrontar-nos al repte de fer habitable un planeta sense oxigen, donat que, segons les dades presentades (no reals), té aigua i CO₂, elements amb els quals determinats vegetals creen oxigen en la seva fotosíntesi.
Aquest planeta és el Kepler 62e, a 1.200,3 anys llum de la Terra, del qual hem fet un retrat robot:

Missió 3. Preparem la colonització

Un cop decidit l’exoplaneta a colonitzar, el disseny de la colònia s’ha fet des de tres àmbits especialitzats durant el 3r trimestre del curs:


Els data-artistes han realitzat una representació 3D del planeta, analitzant mapes topogràfics realitzats a partir de dades enviades per la sonda que l’investiga.
Els científics han investigat com aconseguir el suport vital en un planeta sense oxigen.
Els enginyers hem desenvolupat:
• els rovers (vehicles d’exploració), la qual cosa ens ha permès treballar la robòtica de manera contextualitzada i des del punt de vista de l’enginyeria.
Clica per conèixer el nostre procés de desenvolupament.
• la tecnologia necessària per al funcionament de la colònia: obtenció d’energia mitjançant fonts renovables (central fotovoltaica i parc eòlic), estació de control elèctric sostenible amb sensor de llum, sistema de bombament i potabilització d’aigua, xarxa de subministrament elèctric i d’aigua, central de telecomunicacions. i estructures contenidores d’atmosfera controlada.

El material d’aprenentatge d’aquest projecte està desenvolupat al lloc web steambellvitge.wixsite.com/planetbase
Principals referències utilitzades:
• Projectes Mission to Stars, Exos (Jordi Domènech)
Great Websites for Kids. Astronomy & Space
Esero Spain
El nom i el logo d’aquest projecte estan basats en el videojoc d’exploració espacial PlanetBase, creat per l’estudi gallec Madruga Works.