“Satellite Didattico”: da un progetto nazionale a uno stimolante eserciziario Davide Cammarota, I.T.I.S. “Mattei”, Maglie (Le) Alessandro Iscra, I.I.S. “Deambrosis–Natta”, Sestri Lev. (Ge) Marilena Mezzacappa, L.S. “Majorana”, Isernia Maria Teresa Quaglini, I.I.S. “Maserati”, Voghera (Pv)

Il progetto “Satellite Didattico”: l’origine Nasce ufficialmente nel 2001 C. M. 24.01.2001 “Progetto pilota Satellite Didattico. Collaborazione Min. P.I. – A.S.I.” Coinvolge: - Ministero Istruzione - Agenzia Spaziale Italiana - Centro Italiano Ricerche Aerospaziali Scuola capofila: I.T.I.S. “Maglie” di Lecce (referente Prof. Davide Cammarota)

“Satellite Didattico”: scopo e destinatari Obiettivi: Sviluppi didattici sul tema delle tecnologie satellitari; Coinvolgimento delle scuole nella realizzazione di un satellite - Ideazione di un esperimento da effettuarsi sulla tropopausa a bordo di un pallone aerostatico Destinatari: Gli studenti delle scuole secondarie di II grado ad indirizzo scientifico – tecnico

Le due fasi del progetto Fase 1: Ricezione dei segnali trasmessi dal satellite “MEGSAT – 1” non geostazionario Fase 2: Realizzazione (in quasi tutte le sue parti) di un esperimento da effettuarsi nella tropopausa

L’esperimento progettato Effetto di condizioni climatiche estreme su: Uova di Artemia Salina (piccolo crostaceo) metrica: percentuale di uova che si schiudono Spore di Bacillus Subtilis (batteri) metrica: percentuale di sopravvivenza delle spore

I parametri ambientali critici I parametri ambientali critici alla quota di 20..30 km sono: Bassi valori di temperatura (-60 .. -30 ºC) Bassi valori di pressione (100 .. 10 hPa) Presenza di radiazioni ionizzanti

Il controllo dei parametri ambientali Si realizzano 23 = 8 configurazioni Config. Temperat. Pressione Radiazioni 1 N. C. 2 Schermate 2mm Pb 3 98..102 kPa 4 5 15 °C 6 7 8 N. C. = Non controllato/a

Tecniche di controllo Sono state ideate tecniche attive e passive Tipologia Temperatura Pressione Radiazioni Passiva + semplice appross. per “tutti” Thermos, H20 pressurizzata (in bottigliette P.E.T.) - stabilizza 0 °C Bottigliette P.E.T. - sensibile a T Scatolette di Pb (2 mm) Attiva + precisa semplice per I.T.I. Resistori e circuito di controllo Bombola, elettrovalvole e circuito di controllo Nessuna

La rete di scuole operative IIS “Maserati”, Voghera direzione amm.va nord Italia contenitori in piombo ITIS “Malignani”, Udine controllo parametri ITIS “Marconi”, Piacenza antenna trasmittente ITIS “Zuccante”, Mestre memorizzazione dati Sottorete “Calvino – Deambrosis Natta” Genova, Sestri Levante coordinamento tecnico nord Italia controllo e monitoraggio parametri, collaudi, divulgazione LS “Majorana”, Isernia aspetti biologici analisi statistiche ITIS “Mattei”, Maglie scuola capofila coord. generale contenitori, sistema passivo, collaudi Nota: in molti ITIS sono coinvolti i Licei Scientifici Tecnologici

Dal progetto a un eserciziario Il progetto permette di affrontare numerosi argomenti di fisica, esempi: Legge di Archimede (calcolo del volume di He necessario, dimensioni del pallone) Termologia (calore latente di fusione, resistenza termica di un contenitore) Elettrologia (legge di Ohm, potenza dissipata da resistenze) Conversione di grandezze fisiche nei trasduttori Trasmissioni via radio dell’informazione Moti orbitali dei satelliti, software di predizione dei passaggi Sarà realizzata entro l’inizio del prossimo anno scolastico una pubblicazione che descriverà le fasi del progetto proponendo numerosi esercizi

Peculiarità dell’eserciziario Ogni esercizio si collocherà in un concreto aspetto applicativo Sarà possibile vedere diverse applicazioni della Fisica nella realizzazione di un prodotto tecnologico Si avrà particolare cura a rendere molte esperienze descritte facilmente ripetibili impiegando materiale povero (thermos, bottiglie P.E.T., palloncini, componenti elettronici facilmente reperibili).

Un esempio di esercizio Il contenitore di figura e riempito con 15 dm3 di acqua alla temperatura di 48,2 ºC. Trascorsa 1 ora, la temperatura scende a 46,0 ºC. Sapendo che la temperatura esterna vale 23,5 º C, determinare: -la resistenza termica del contenitore; -la potenza termica entrante se la temperatura interna vale 0 ºC e quella esterna vale – 60 ºC; -la massa d’acqua che deve contenere affinché la temperatura interna sia stabilizzata a 0 ºC per quattro ore.

Punti di forza del progetto Rete scolastica composta da scuole di diverso ordinamento: trasferimento di competenze fra il settore scientifico e il settore tecnico, in un contesto decisamente stimolante per gli studenti Organizzazione della rete “a misura di scuola”: utilizzo delle infrastrutture tecnologiche (email, videoconferenza), onde evitare repentini spostamenti dei docenti per le riunioni Ottimo rapporto con i partner A.S.I. e C.I.R.A., che hanno consentito alle scuole una grande autonomia progettuale

Conclusioni E’ stato illustrato un progetto che vede protagoniste le scuole nella realizzazione di un esperimento che coinvolge tecnologie aerospaziali Il tema trattato stimola un notevole interesse da parte degli studenti Il progetto ha numerose ricadute trasversali, fra cui la realizzazione di un eserciziario Il progetto ha costituito un esempio dell’utilità delle collaborazioni in rete fra le scuole