Προσεχώς ο πύραυλος New Shepard της εταιρείας αεροδιαστημικής Blue Origin (που ίδρυσε ο Jeff Bezos) θα μεταφέρει ελληνικό μέλι, ελαιόλαδο και ελιές (που θα συμπιεστούν και θα γίνουν λάδι!) σε ύψος 100 χιλιομέτρων από την επιφάνεια της γης. Σκοπός είναι η μελέτη της συμπεριφοράς αυτών των παραδοσιακών ελληνικών προϊόντων σε συνθήκες μικροβαρύτητας. Το πείραμα είναι όντως πρωτότυπο και τα συμπεράσματα που- αν όλα πάνε καλά- θα προκύψουν, πιθανώς θα μας φανούν και χρήσιμα, ίσως συντομότερα απ’ ότι υπολογίζουμε.
Όμως το πιο ενδιαφέρον και καινοτόμο, το πιο ωραίο αλλά μελλοντικά χρήσιμο χαρακτηριστικό αυτού του διαστημικού πειράματος είναι η πραγματοποίησή του από μαθητές. Φέτος είναι η πρώτη φορά που συμμετέχουν σχολεία εκτός Η.Π.Α., μάλιστα και τα τρία από την Ελλάδα: το American Community School από την Αθήνα θα στείλει μια πειραματική διάταξη με μέλι, ομάδα μαθητών του 4ου και του 6ου Γυμνασίου Καλαμάτας τη δική τους πειραματική διάταξη, ένα ‘ελαιοτριβείο’ σε μικροκλίμακα, και μαθητές των Εκπαιδευτηρίων Μπουγά (στην Καλαμάτα επίσης) μια πειραματική διάταξη δύο μίκρο- δεξαμενών, μια με ατόφιο ελαιόλαδο και μια με ελαιόλαδο σε νερό.
H HuffPost Greece βρέθηκε στο ‘American Community School Athens’ στο Χαλάνδρι- και στο incubator του σχολείου, έναν λιτό και μοντέρνο χώρο μελέτης και συνεργασίας, συναντήσαμε τους μαθητές/ μέλη της ομάδας που τον τελευταίο ενάμιση χρόνο δούλεψε για την κατασκευή της πειραματικής διάταξης που θα σταλεί στα απώτατα όρια της γήινης ατμόσφαιρας. Το ACS Athens είναι ένα διεθνές σχολείο- εντός του διαμορφώνεται ένα φιλεκπαιδευτικό, πολυπολιτισμικό περιβάλλον όπου ένα σημαντικό ποσοστό των μαθητών κατάγονται από διάφορες χώρες του κόσμου.
Μιλήσαμε με τους μαθητές και τον επιβλέποντα καθηγητή τους για μια ωραία και ευγενική προσπάθεια εμπλοκής των παιδιών με την καινοτομία αιχμής, αλλά και ενίσχυσης του ομαδικού πνεύματος και της συνεργατικότητας. Το Σάββατο, 6 Απριλίου, τα παιδιά του American Community School Athens θα παρουσιάσουν το πείραμά τους στο Athens Science Festival- στην ίδια εκδήλωση θα συμμετάσχουν (με άλλα πειράματα) αντίστοιχες ομάδες μαθητών από σχολεία της Αττικής. H HuffPost θα είναι κι εκεί. Stay tuned!
Για την πειραματική εργασία των παιδιών στο American Community School Athens δύσκολα μπορώ να φανταστώ καταλληλότερο επιβλέποντα από τον καθηγητή τους στη Φυσική, Δρ. Αντώνη Καράμπελα: κάτοχος μεταπτυχιακού και διδακτορικού Αστροφυσικής, με μεταδιδακτορική έρευνα στην Αστροφυσική και εργασιακή εμπειρία στην προετοιμασία του ευρωπαϊκού δορυφόρου Gaia.
Καταρχήν του ζητάω να περιγράψουμε το πείραμα
«Είναι ένα πείραμα Φυσικής στο οποίο διερευνάται η επίδραση συνθηκών μικροβαρύτητας στο ιξώδες του μελιού, μέσω της καταγραφής της κίνησης μιας μικρής μάζας μελιού όπως αυτή προκαλείται από έναν κινητήρα. Το ιξώδες ενός υλικού είναι η “εσωτερική τριβή” του – το μέλι ρέει δυσκολότερα από το νερό υπό τις ίδιες αρχικές συνθήκες».
Να περιγράψουμε το κουτί και τι περιέχει; Τις Προδιαγραφές ασφαλείας και άλλες παραμέτρους που έπρεπε να ληφθούν υπόψη.
Στην περίπτωσή μας έχουμε έναν κινητήρα οποίος περιστρέφεται μέσα σε ένα μικρό δοχείο με μέλι, θέτοντάς το σε κίνηση. Μία κάμερα παρακολουθεί τον τρόπο με τον οποίο αποκρίνεται κινητικά το μέλι, ενώ οι τιμές θερμοκρασίας και υγρασίας ανιχνεύονται μέσω κατάλληλων αισθητήρων. Η όλη διάταξη ελέγχεται από έναν μικροϋπολογιστή. Το πείραμα εκτελείται αυτόματα χωρίς ανθρώπινη επίβλεψη χρησιμοποιώντας, συν τοις άλλοις, και δεδομένα από την κάψουλα του πυραύλου (ύψος, ταχύτητα, επιτάχυνση κλπ.)
Η πειραματική διάταξη είναι τοποθετημένη μέσα σε ένα κιβώτιο το οποίο πρέπει να είναι συγκεκριμένων διαστάσεων (10 εκ. μήκος, 10 εκ. πλάτος, 20 εκ. ύψος) και η μάζα του να μην ξεπερνάει τα 500 γραμμάρια (μαζί με τα περιεχόμενά του). Κατά συνέπεια, η πειραματική διάταξη έπρεπε να σχεδιαστεί πολύ προσεκτικά ώστε να απαιτεί τον ελάχιστο δυνατό όγκο, να είναι πολύ ελαφριά, και να είναι φυσικά ικανή να οδηγήσει σε ενδιαφέροντα επιστημονικά αποτελέσματα.
Επίσης, έπρεπε κατά τον σχεδιασμό του πειράματος να ληφθούν υπόψη αυστηρές προδιαγραφές ασφαλείας ώστε να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος έκρηξης, διαφυγής αερίων ή θραυσμάτων, διαρροών, καθώς και ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών.
Αν σε αυτό το «μίγμα» προστεθεί και η ανάγκη να κατασκευαστεί η διάταξη εντός συγκεκριμένου προκαθορισμένου χρονοδιαγράμματος στο χαμηλότερο δυνατό κόστος, τότε γίνεται κατανοητό το ότι αναζητείται μια «χρυσή τομή» και μάλιστα από μαθητές Λυκείου. Είναι όμως εφικτό!
Και ο πύραυλος που θα μεταφέρει την πειραματική διάταξη;
Το κιβώτιο με την πειραματική διάταξη τοποθετείται σε μια κάψουλα που αποτελεί το ανώτατο τμήμα του πυραύλου New Shepard της εταιρείας αεροδιαστημικής Blue Origin. Ο πύραυλος εκτοξεύεται και μεταφέρει την κάψουλα σε υψόμετρο περίπου 100 χιλιομέτρων – το εκτιμώμενο απώτατο όριο της γήινης ατμόσφαιρας. (Ενδεικτικά το όρος Έβερεστ έχει ύψος περίπου 9 χιλιομέτρων). Η κάψουλα αποκολλάται από τον πύραυλο και σύντομα ξεκινάει η κάθοδός τους. Πέριξ των 100 χιλιομέτρων δημιουργούνται συνθήκες μικροβαρύτητας εντός της κάψουλας, όπου και λαμβάνει χώρα το πιο ενδιαφέρον μέρος του πειράματός μας, με την καταγραφή βίντεο, θερμοκρασίας και υγρασίας σε μία κάρτα SD. Τελικά, ο πύραυλος επιστρέφει και προσγειώνεται με τη βοήθεια προωθητήρα, ενώ ακολουθεί η προσγείωση και της κάψουλας (με αλεξίπτωτο). Το κιβώτιο αφαιρείται από την κάψουλα και επιστρέφεται σε εμάς για την επεξεργασία και ανάλυση των δεδομένων.
“«Η Blue Origin (όπως και η SpaceX) έχουν επιτύχει έναν τεχνολογικό άθλο: την ικανότητα ασφαλούς προσγείωσης του πυραύλου και επαναχρησιμοποίησής του, μειώνοντας κατά πολύ το κόστος των διαστημικών πτήσεων. Αυτό θα οδηγήσει βραχυπρόθεσμα στον διαστημικό τουρισμό και μακροπρόθεσμα στον αποικισμό της Σελήνης και του Άρη».”
Πόσο πρωτότυπο είναι το συγκεκριμένο πείραμα; Που μπορούν να φανούν χρήσιμες οι πληροφορίες ή και τα συμπεράσματα που ίσως προκύψουν;
Η πρωτοτυπία του πειράματος έγκειται κυρίως στην επιτυχία των μαθητών να κατασκευάσουν μία μικρή, ελαφριά, ασφαλή και χαμηλού κόστους πειραματική διάταξη η οποία θα καταγράψει ενδιαφέροντα επιστημονικά δεδομένα που θα μπορούσαν να φανούν χρήσιμα στη βιομηχανία τροφίμων. Επίσης, η διεξαγωγή πειράματος σε συνθήκες μικροβαρύτητας για 5 ολόκληρα λεπτά είναι ενδεικτική της αξίας της συγκεκριμένης διαστημικής αποστολής, τα αποτελέσματα της οποίας δεν αποκλείεται να οδηγήσουν ακόμα και σε επιστημονική δημοσίευση. Πρέπει βέβαια να έχουμε κατά νου πως το πείραμα είναι σχεδιασμένο από μαθητές, κάτι που ενδεχομένως μειώνει την πιθανότητα σημαντικών ευρημάτων αλλά, τηρουμένων των αναλογιών, είναι αξιοθαύμαστο.
Πιστεύω λοιπόν πως αν δημιουργηθούν οι κατάλληλες συνθήκες μπορεί πραγματικά να δημιουργηθεί νέα γνώση ακόμα και στα πλαίσια της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης.
Ένα συνοπτικό timeline της δουλειάς σας; Πόσο απαιτητικό ήταν το πρότζεκτ για τους μαθητές;
Η ομάδα δημιουργήθηκε τον Δεκέμβριο του 2017. Από τότε κάποια μέλη της ομάδας έχουν αποχωρήσει, ενώ καινούρια μέλη έχουν προστεθεί. Οι περισσότεροι μαθητές όμως που συμμετέχουν στην ομάδα υπήρξαν σε αυτήν από την πρώτη μας συνάντηση! Οι μαθητές δουλεύουν στα πλαίσια επιμέρους ομάδων εργασίας (Research, Development, Administration). Συνήθως συναντιόμαστε εβδομαδιαίως στο σχολείο μετά τα μαθήματα για μία τουλάχιστον ώρα – έχουμε πραγματοποιήσει δεκάδες συναντήσεις έως τώρα – αλλά τα παιδιά δουλεύουν κυρίως κατά τη διάρκεια της εβδομάδας στο σχολείο ή από το σπίτι.
Πόσοι απαρτίζουν την ομάδα;
Η ομάδα είναι πολυεθνική και απαρτίζεται από 14 μαθητές και 6 εκπαιδευτικούς του ACS Athens. Από την πρώτη κιόλας συνάντηση οι μαθητές προϊδεάστηκαν για την αφοσίωση που απαιτείται ώστε να επιτύχει ένα τέτοιο πολυδιάστατο πρόγραμμα και την ανάγκη να δουλεύουν και μετά το σχολείο.
Τα μέλη της ομάδας είναι τα εξής:
Μαθητές: Μάιρα Π., Ιάσονας Κ., Hyun Joung Y., Chi Cheng W., Ιάσονας Σ., Βασιλική Α., Zhangqi Y., Τζόρτζια Π., Ruichi S., Hao Y., Le Q., Ziyue Z., Yun Z., Μαριαλίνα Τ.
Εκπαιδευτικοί: Δρ. Αντώνης Καράμπελας (Φυσικός), Δρ. Λιάνα Τσιγαρίδη (Μαθηματικός), Δρ. Ιωάννης Κερκινές (Χημικός), Δρ. Ελίνα Προδρομίδη (Βιολόγος), Βικτώρια Πούλου (Φυσικός), Σπύρος Αρσενικός (Χημικός).
Διακρίθηκαν κάποιοι (team leaders); Ήταν όλοι οι διακριθέντες και ‘καλοί μαθητές’;
Οπωσδήποτε οι επικεφαλής των ομάδων εργασίας συνέβαλλαν τα μέγιστα στην επιτυχή προετοιμασία της αποστολής. Αυτό όμως που με εντυπωσίασε ήταν η σταδιακή βελτίωση όλων των μελών της ομάδας- και δεν αναφέρομαι μόνο στην απόκτηση γνώσεων αλλά και δεξιοτήτων όπως η κριτική σκέψη, η ικανότητα συνεργασίας, η ικανότητα επίλυσης προβλημάτων. Γιατί δόθηκε στους μαθητές ο ρόλος του πρωταγωνιστή, βρέθηκαν οι ίδιοι να σχεδιάζουν τις προσωπικές τους μαθησιακές διαδρομές και εμπειρίες. Και ναι, υπήρξαν μαθητές που ενώ δεν αριστεύουν σε όλα τους τα μαθήματα, στάθηκαν πολύτιμοι στην ομάδα και καθοριστικοί στην επιτυχία της. Όλοι οι μαθητές είναι ικανοί να μάθουν.
«Το σύνολο σχεδόν των επιτευγμάτων της ομάδας προέρχεται από τους ίδιους τους μαθητές», συμπληρώνει ο ίδιος. «Ο δικός μου ρόλος ήταν συμβουλευτικός και συντονιστικός. Οι μαθητές είχαν το ελεύθερο να αναλάβουν πάσης φύσεως πρωτοβουλίες: για παράδειγμα αφέθηκαν οι ίδιοι να προτείνουν το πείραμα με το οποίο θα συμμετείχαμε στη διαστημική αποστολή της Blue Origin Τελικά προτάθηκαν περισσότερα από είκοσι πειράματα! Εμπεριέχονται προκλήσεις σε αυτή την προσέγγιση- για παράδειγμα το ενδεχόμενο καθυστέρησης παράδοσης του πειράματος. Αξίζει όμως να εμπιστευόμαστε τους μαθητές μας και να τους επιτρέπουμε να αναπτύσσουν τα ταλέντα τους. Συχνά μας εκπλήσσουν!».
Ιδέες και καινοτομίες (των μαθητών) που ξεχώρισες;
Τον εντυπωσιακό και λειτουργικό σχεδιασμό του κιβωτίου που θα περιέχει την πειραματική διάταξη, καθώς και την προσθήκη glitter στο περιστρεφόμενο μέλι ώστε να παρακολουθούμε την κίνησή του πολύ πιο αποδοτικά.
Είναι υψηλό το κόστος του πειράματος; Οικονομικά/ πρακτικά πόσο εφικτό είναι για ένα σχολείο να συμμετάσχει;
Εκτιμώ πως ένα προσεκτικά σχεδιασμένο πείραμα είναι εφικτό να πραγματοποιηθεί με μερικές εκατοντάδες ευρώ, καθώς οι μικροϋπολογιστές και οι αισθητήρες που απαιτούνται είναι πλέον πολύ οικονομικοί, ενώ το κιβώτιο καθεαυτό είναι μικρών διαστάσεων και το κόστος του δεν αποτελεί τροχοπέδη. Σε μία τέτοια διερεύνηση όμως θα πρέπει να αναμένονται και απρόβλεπτα έξοδα που αφορούν αστοχίες υλικού, πειραματικές ανάγκες που δεν ήταν γνωστές εξαρχής, καθώς και το κόστος συμμετοχής στη διαστημική αποστολή της Blue Origin. Επειδή όμως τέτοια πειράματα, πέρα από την επιστημονική τους αξία, αποκτούν δημοσιότητα, είναι πολύ πιθανό να προσελκύσουν χορηγούς.
Στην Ελλάδα του brain drain και της έλλειψης καινοτομίας μπορεί να λειτουργήσουν προσπάθειες όπως η δική σας ως εφαλτήρια/ σπίθες καινοτομίας; Να εμπνευστούν όχι μόνο οι μαθητές που συμμετείχαν αλλά και επόμενοι, περισσότεροι ακόμα, σε περισσότερα σχολεία;
Νομίζω πως ναι, μπορούν παρόμοιες προσπάθειες να εμπνεύσουν ακόμα περισσότερους μαθητές από πολλά σχολεία γύρω από την Αεροδιαστημική, την Επιστήμη και την Τεχνολογία- εύχομαι να το δούμε να πραγματοποιείται σύντομα, ειδικά στη μεταβατική εποχή που διανύουμε. Μια τέτοια εκπαιδευτική επιτυχία δεν σχετίζεται με το πείραμα αυτό καθεαυτό, με τα ηλεκτρονικά συστήματα ή τον προγραμματισμό- αλλά με τα σωστά πρότυπα, τη λαχτάρα για εξερεύνηση και ανακάλυψη. Και την ελπίδα τελικά.
“«Προσωπικά νιώθω υπερήφανος για τους μαθητές μου και για ό,τι έχουν καταφέρει έως τώρα. Πιστεύω πως σε όσους συνεργαστήκαμε θα μείνει μια γλυκιά ανάμνηση από τη διαστημική μας αποστολή – μια ομάδα ανθρώπων που βρέθηκαν κοντά, συνεργάστηκαν και ονειρεύτηκαν πέρα από τα πλαίσια ενός πειράματος. Μια ομάδα ανθρώπων που έμαθαν μαζί ανεξάρτητα από την καταγωγή τους και την ηλικία τους».”
Θα υπάρξει και συνέχεια;
Φυσικά και θα υπάρξει. Μία άλλη ομάδα μαθητών του ACS Athens κέρδισε πριν από λίγους μήνες τη συμμετοχή της σε μία αντίστοιχη επερχόμενη πτήση της Blue Origin, κατακτώντας την πρώτη θέση στον Διαγωνισμό Αεροδιαστημικής της Ένωσης Ελλήνων Φυσικών. Μακάρι η ενασχόληση μαθητών σχολείων της Ελλάδας με το τόσο επίκαιρο και σημαντικό πεδίο της Αεροδιαστημικής να συνεχιστεί και να επεκταθεί ακόμα περισσότερο. Ίσως στο σχολείο του μέλλοντος να αποτελεί συνήθεια!
Παρατηρούσα τους μαθητές που συμμετείχαν στην ομάδα του πειράματος- ανάμεσά τους σίγουρα υπάρχουν κάποιοι επιστήμονες, αστροφυσικοί ίσως, του κοντινού μελλοντός μας.
«Η ιδέα να στείλουμε ένα πείραμα με τον πύραυλο της Blue Origin σε υψόμετρο 100 χιλιομέτρων ήταν από μόνη της ένα κίνητρο για να συμμετάσχω», μου λέει η Μάιρα. «Είναι επίσης αυτό το πείραμα ένα ολοκληρο πρότζεκτ που θα ξεκινούσαμε οι ίδιοι οι μαθητές από το μηδέν και θα έπρεπε να ολοκληρώσουμε- η επιτυχία μας εξαρτιόταν από την επιμονή που θα δείξουμε και την θέλησή μας να συνεργαστούμε και όλα αυτά λειτούργησαν σαν έμπνευση αλλά και πρόκληση να τα καταφέρουμε».
Ρωτάω την Μάιρα τι διασκέδασε περισσότερο καθ’ όλη αυτή την περίοδο εργασίας και προετοιμασίας του πειράματος. «Το να βλέπω παιδιά που δεν έχουν σκοπό να σπουδάσουν οτιδήποτε σε σχέση με τη Φυσική να προσπαθούν να μάθουν και να κάνουν έρευνα- το μόνο που ήθελαν ήταν να βοηθήσουν την ομάδα να πετύχει στην πειραματική της εργασία και αυτό είναι από μόνο του κάτι πολύ όμορφο».
Ο Chi Cheng ήταν αρχηγός στην ομάδα του- «έπρεπε να βρω πληροφορίες και να συντονίσω την εργασία των μελών της ομάδας μου», λέει ο ίδιος. «Αυτά τα καθήκοντά μου με βοήθησαν να βελτιώσω την αναλυτική και κριτική μου σκέψη, όπως και τις επικοινωνιακές μου δεξιότητες- νομίζω πως το σημαντικότερο που έμαθα από την συμμετοχή μου ήταν να δουλεύω ομαδικά και με αφοσίωση. Δουλέψαμε μαζί με τα υπόλοιπα παιδιά 16 μήνες και αυτό είναι σίγουρα κοπιώδες, αλλά κατανοούσαμε ο ένας τον άλλο και δεν εγκαταλείψαμε ποτέ- και αυτό είναι σίγουρα κάτι που θα μείνει μέσα μου για πάντα».
«Πάντα με διασκέδαζε να φτιάχνω περίεργες κατασκευές διπλώνοντας κομμάτια από χαρτί- μπορεί να ακούγεται οξύμωρο αλλά αυτή η εμπειρία μου βοήθησε την πρόοδο της δουλειάς μας», λέει η Hyun Joung, όταν την ρωτάω αν κάποια προηγούμενη εμπειρία ή ταλέντο της φάνηκαν χρήσιμα. «Η ερευνητική μας ομάδα έπρεπε να σχεδιάσει την πειραματική διάταξη και αρκετές από τις ιδέες μας προήλθαν από απλά υλικά καθημερινής χρήσης. Για παράδειγμα, μέχρι να έχουμε στα χέρια μας το κουτί (με την πειραματική διάταξη και το μέλι) που θα στείλουμε για να εκτοξευτεί, χρησιμοποιούσαμε ένα διάφανο wasabi δοχείο που πήραμε από εστιατόρια. Δανειστήκαμε τμήματα του εξοπλισμού μας από το εργαστήριο χημείας του σχολείου μας και είχαμε την ιδέα να χρησιμοποιήσουμε glitter για να αυξήσουμε την ακρίβεια του ανιχνευτή δεδομένων».
Και οι τρεις τους, όπως και οι υπόλοιποι μαθητές- μέλη της ερευνητικής ομάδας, περιμένουν με ανυπομονησία την εκτόξευση του πυραύλου που θα μεταφέρει στο διάστημα την πειραματική τους διάταξη, το κουτί με το μέλι. Η εκτόξευση του πυραύλου θα γίνει σύντομα και θα «μεταδοθεί» από το youtube. (video προηγούμενης εκτόξευσης: https://www.youtube.com/watch?v=1E-3Bk2wpxo).
«Ελπίζω ότι η ομάδα μας θα συγκεντρωθεί στο σχολείο και θα παρακολουθήσουμε όλοι μαζί την εκτόξευση. Περιμένω αυτή τη μέρα με μεγαλύτερη ανυπομονησία απ’ ότι τη μέρα της αποφοίτησής μου», λέει η Hyun Joyng. «Και είμαι ακόμα περισσότερο ενθουσιασμένη για τη μέρα που η Blue Oringin θα μας στείλει το κουτί μας (πειραματική διάταξη) πίσω, για να μελετήσουμε τα δεδομένα που θα έχει συλλέξει, να τα αναλύσουμε και να βγάλουμε κάποια συμπεράσματα».
«Η στιγμή που θα ανοίξουμε πάλι το κουτί θα είναι συναρπαστική!», λέει ο Chi Cheng. «Δεν μπορώ καν να φανταστώ το συναίσθημα που θα νιώσω!».
«Περιμένω την εκτόξευση του πυραύλου με ενθουσιασμό», συμπληρώνει η Μάιρα. «Αυτό που θα σταλεί 100 χιλιόμετρα πάνω από τη γη είναι το αποτέλεσμα της αφοσιωμένης δουλειάς που κατέβαλλαν πολλοί άνθρωποι για περίπου δυο χρόνια. Είναι και αυτό είναι ένα απειροελάχιστο μέρος της προσπάθειας του ανθρώπου να φτάσει στο διάστημα».