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martedì 24 settembre 2024

Sabbie spaziali

Qui trovate una selezione curata di risorse pensate per fungere da spunto per le vostre lezioni, esplorazioni e sperimentazioni in classe. È stata realizzata nell’ambito di ESERO Italia, il programma educativo congiunto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e della European Space Agency (ESA).


        

Il suolo della Luna e di Marte è ricoperto quasi ovunque di materiale granulare, un misto, in varie proporzioni, di ghiaia, sassi un po' più grandi, sabbia, polvere (a volte molto fine, tipo borotalco): questo materiale si chiama regolite. La regolite non si trova solo su Luna e Marte ma anche sugli asteroidi e i pianetini. Ne parla la professoressa Michèle Lavagna in questa intervista.


Una prima esplorazione concreta degli effetti della presenza della regolite la possiamo condurre seguendo le indicazioni di una animatrice della NASA in Whip Up a Moon-Like Crater : l'aspetto dei crateri lunari ha proprio a che fare con questo materiale granulare.

Una risorsa ESERO propone un'altra esplorazione con Suolo marziano, con uno sguardo attento alle implicazioni per la presenza di forme di vita.

La sabbia e soprattutto le polveri sono un bel problema per il lavoro sulla Luna e su Marte. Sono decisamente abrasive, una specie di cartavetrata che può rovinare giunzioni, tute, ruote. Se ne parla, per esempio, questi due articoli: The hunt for spacesuit materials that can resist destructive lunar dustNASA’s Dirty Secret: Moon Dust, e nel video seguente:

La progettazione delle parti mobili dei rover marziani ha dovuto tenere conto della sabbia marziana, ma su Marte c'è un altro problema: il vento e le tempeste di sabbia. Su Marte i venti non hanno un gran potere distruttivo perchè la densità dell'atmosfera è veramente bassa (peccato per la scena fondamentale all'inizio del film The Martian :-) ma possono sollevare facilmente la polvere più fine, depositarla sugli strumenti e sui moduli fotovoltaici che danno loro energia. 


Da venti locali alle grandi tempeste che periodicamente interessano tutto il pianeta, rendendo impossibile osservare da Terra la sua superficie: Curiosity e le foto nel pieno della tempesta di sabbiaThe Fact and Fiction of Martian Dust Storms

Gli astronauti delle missioni sulla Luna hanno poi sperimentato di persona che spostarsi sulla superficie può essere piuttosto impegnativo:



I materiali granulari hanno molte caratteristiche e comportamenti non così intuitive o note, e possiamo facilmente esplorarle sperimentalmente. 

Sarà capitato anche a voi con le lattine di frutta secca per gli aperitivi di trovare in alto le noci del Brasile e in fondo le arachidi, che se ci sono più persone e arrivate tardi finite col trovare solo le arachidi (a me le noci del Brasile e gli anacardi piacciono molto). Deriva da un effetto implacabile dei materiali granulari, chiamato proprio effetto noci del Brasile (Brazil Nut Effect). Ecco due video per approfondire la sua conoscenza:

 



Questo effetto deriva dalla presenza di materiali granulari diversi, per forma e granulometria. Mescolare in modo uniforme due o più granulari è un problema serio: pensate a una linea di produzione di una industria farmaceutica, quando per produrre compresse bisogna mescolare in modo uniforme e con le giuste proporzioni polveri diverse, quelle del farmaco vero e proprio e gli eccipienti. 

Proviamo a esplorarlo con l'attività Mescolare due granulari.

Però non è necessaria la presenza di più granulari per incontrare comportamenti inaspettati. Eccone due: Il tubo antiforza, La forza del riso

Per finire abbandoniamo il nostro campo specifico e troviamo la sabbia in un ambito diverso.





venerdì 12 novembre 2021

Suoni dallo spazio?

Qui trovate una selezione curata di risorse pensate per fungere da spunto per le vostre lezioni, esplorazioni e sperimentazioni in classe. È stata realizzata nell’ambito di ESERO Italia, il programma educativo congiunto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e della European Space Agency (ESA).


 Dedichiamo al tema "Suoni dallo spazio" un incontro con insegnanti. Ma come? Nello spazio non c'è aria, come possono esserci suoni?

Cominciamo da un posto in cui un po' di aria c'è: Marte. 

Le sonde della NASA InSight e Perseverance hanno a bordo microfoni che funzionano bene. Registrano suoni ambiente, per esempio il vento, e suoni che provengono dai veicoli stessi. InSight ha posato sul suolo marziano un sismografo per rilevare i martemoti, quindi, detto in soldoni, un sensore che rileva genericamente le vibrazioni. 

Nel video seguente vediamo lo spettrogramma dei suoni e li ascoltiamo, avendo l'indicazione della loro causa.

Audio and Ringtones. Sounds of Mars from Perseverance Rover è una pagina che raccoglie nella prima parte i file audio da Perseverance (compreso il suono dell’elicottero Ingenuity) e poi elenca link a suoni raccolti da InSight, e altro 

Dal vento alle ruote sulle rocce, ecco tutti i suoni di Marte è una raccolta dell’ANSA di suoni, ovviamente della NASA.

Possiamo scoprire come "suonerebbero" su Marte suoni terrestri (compresa la nostra voce) andando nel sito Sound of Mars


Quelle sopra sono effettivamente oscillazioni periodiche longitudinali in un materiale, quindi "cose" che passando per i nostri orecchi identifichiamo come suoni.

E' possibile però rappresentare come suoni dati di tipo diverso. E' solo una rappresentazione, come lo è un grafico, però in qualche caso potrebbe dare informazioni utili: viene chiamata sonificazione (vedi su Wikipedia italiana e su Wikipedia inglese). In questo articolo se ne parla un po'. 

Si trovano anche sonificazioni di situazioni spaziali. Per rimanere nel sistema solare eccone due significative:

Juno Captures the "Roar" of Jupiter



E dato che evidentemente alla NASA sono un po' sbarazzini ecco Suoni inquietanti dallo Spazio, la playlist della Nasa per Halloween.

 

Aggiunte.

Il sismometro della sonda InSight ha rischiato di mancare alcuni martemoti importanti perchè senza energia. La sabbia e la polvere marziana avevano ricoperto più del previsto i pannelli solari sella sonda, diminuendo in modo drastico la quantità di energia elettrica per gli strumenti. 

Da Terra hanno provato a pulirli in vario modo, ma, certo, senza poter usare una spazzolina! Alla fine ha avuto successo un sistema decisamente controintuitivo: in una giornata un po' "ventosa" hanno preso con il braccio robotico un po' di sabbia dal suolo e la hanno versata sul pannello, dove ha "grattato via" abbastanza polvere da permetter al pannello di riprendere a fornire energia elettrica agli strumenti: NASA's InSight Mars Lander Gets a Power Boost. E poco tempo dopo sono stati registrati tre martemoti piuttosto intensi (NASA’s InSight Finds Three Big Marsquakes, Thanks to Solar-Panel Dusting).


E come farci mancare una bella battaglia spaziale, Battaglia di Coruscant Scena Iniziale - La Vendetta Dei SIth,  con tutti i suoi suoni e rumori così inesistenti!