교육자 가이드: Pi in the Sky 10

Pi in the Sky 그림 문제 세트의 10번째 기사에서 학생들은 파이를 사용하여 Perseverance Mars 탐사선이 수집한 암석 샘플의 크기를 계산하고, 두 우주 망원경의 감도를 비교하고, 소행성의 구성을 결정하고, 알아냅니다. 일식 동안 태양이 얼마나 가려지는지.

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"Pi in the Sky" 학생 챌린지(모바일, 태블릿 및 화면 판독기 친화적)

이 그림은 NASA의 Mars Perseverance 탐사선이 화성 표면에서 수집한 암석과 토양 샘플을 지구로 운반하기 위해 팀을 이루는 여러 로봇의 개념을 보여줍니다. 이미지 출처: NASA/JPL-Caltech | › 전체 이미지 및 캡션

제임스 웹의 주거울과 허블의 주거울의 상대적인 크기를 비교하는 애니메이션 이미지. 출처: NASA/고다드 우주 비행 센터. | › 풀 애니메이션

이 그림은 화성과 목성 사이의 주요 소행성대에 위치한 금속이 풍부한 소행성 프시케를 묘사합니다. 출처: NASA/JPL-Caltech/ASU | + 전체 이미지 및 캡션

이 이미지 시퀀스는 2012년 5월의 금환 일식을 보여줍니다. 오른쪽 하단 프레임은 이러한 일식의 독특한 고리 또는 "환"을 보여줍니다. 유사한 일식이 2013년 5월 10일 남태평양에서 볼 수 있습니다. 출처: Brocken Inaglory, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons | + 이미지 확장

NASA의 화성 탐사선인 Perseverance는 향후 임무를 통해 지구로 운반될 암석 샘플을 수집하도록 설계되었습니다. 화성에서 지구로 물체를 보내는 것은 매우 어렵고 우리가 이전에 해본 적이 없는 일입니다. 지구로 여행하는 동안 암석 코어를 깨끗한 상태로 유지하기 위해 탐사선은 특별히 설계된 샘플 튜브 내부에 암석 코어를 밀봉합니다. 샘플을 지구로 가져오면 과학자들은 화성으로 여행하기에는 너무 큰 장비를 사용하여 샘플을 더 자세히 연구할 수 있을 것입니다. Tubular Tally에서 학생들은 파이를 사용하여 단일 튜브에 수집된 암석 샘플의 부피를 결정합니다.

NASA가 1990년에 허블 우주 망원경을 발사했을 때 과학자들은 큰 거울과 자외선, 가시광선, 근적외선에 대한 감도를 갖춘 이 망원경이 대기권보다 높은 궤도에서 우주의 비밀을 밝혀낼 수 있기를 바랐습니다. 실제로 그들의 희망은 현실이 되었습니다. 거울 덕분에 부분적으로 가능해진 허블의 발견은 천문학 교과서를 다시 썼습니다. 2022년에 차세대 관측소인 제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope)은 달 궤도 너머 위치에서 훨씬 더 큰 거울을 사용하여 적외선 우주를 탐험하기 시작했습니다. Rad Reflection에서 학생들은 파이를 사용하여 허블의 주거울 영역과 Webb의 영역을 비교함으로써 우주를 깊이 들여다볼 수 있는 능력에 대한 새로운 이해를 얻습니다.

화성과 목성 사이에서 태양을 공전하는 소행성 (16) 프시케는 그 표면이 금속일 수 있기 때문에 과학자들의 특별한 관심을 끌고 있습니다. 지구를 비롯한 지구형 행성에는 금속핵이 있지만 행성 내부 깊숙이 묻혀 있어 연구가 어렵다. 프시케를 가까이서 연구하기 위해 우주선을 보내 과학자들은 지구 행성의 핵과 태양계의 역사에 대해 더 많이 배울 수 있기를 희망합니다. NASA의 프시케(Psyche)가 등장하는 곳입니다. 이 임무에서는 특수 도구를 사용하여 궤도에서 프시케의 구성을 연구합니다. 소행성에 얼마나 많은 금속이 존재하는지 확인하는 것이 이번 임무의 핵심 목표 중 하나입니다. 금속 수학에서 학생들은 파이를 사용하여 프시케의 대략적인 밀도를 계산하고 이를 알려진 지상 물질의 밀도와 비교함으로써 소행성의 구성에 대해 스스로 조사합니다.

2023년 10월 14일, 달이 지구와 태양 사이를 지나가면서 우리의 관점에서 태양의 빛을 차단하면서 북미와 남미 전역에서 일식이 볼 수 있습니다. 태양 주위를 도는 지구의 궤도와 지구 주위를 도는 달의 궤도는 완벽한 원이 아니기 때문에 둘 사이의 거리는 궤도 전체에 걸쳐 변합니다. 이러한 거리에 따라 태양의 디스크 영역은 일식 중에 완전히 또는 부분적으로만 차단될 수 있습니다. Eclipsing Enigma에서 학생들은 파이를 사용하여 태양 원반이 달에 의해 가려지는 정도와 개기일식 또는 금환일식이 예상되는지 여부를 결정함으로써 10월에 무엇을 기대할 수 있는지 미리 엿볼 수 있습니다.