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Cómo un picosatélite puede ayudar a la educación

Foto desde un CaTSat 1

De septiembre a noviembre del 2016 en The Inventor’s House, hackerspace y espacio de coworking en Aguascalientes, se trabajó con 30 grupos de estudiantes de preparatorias (publicas y privadas) de Aguascalientes, con el propósito de lanzar 30 picosatélites; pequeños dispositivos educativos creados para medir temperatura, humedad, aceleración, GPS y algunas otras variables del “espacio”.

Estos dispositivos son una genial herramienta para la educación ya que permiten  enseñar de una manera diferente.

A veces es difícil introducir a las ciencias a los jóvenes, pero con este proyecto, uno puede sorprenderse como los chicos ni si quiera se dan cuenta de que están utilizando formulas y cálculos de materias que dicen odiar .

Si tú como profesor o asesor, estás buscando algún método para hacer tus clases más practicas y divertidas para los alumnos, esto es lo que se ha podido enseñarles a cerca de 240 alumnos de 30 preparatorias.

Matemáticas

Obteniendo Ecuación de regresión lineal para MQ135

Una de las materias más odiadas por todos los estudiantes parece no ser tan odiada cuando es necesaria para calcular el área de un paracaídas en base el peso del objeto.

Probando paracaídas CBTIS283

La trigonometría básica es muy útil para unir una serie de puntos en un mapa y saber la trayectoria recorrida por el satélite.

Hacer una ecuación de regresión lineal tiene mucho sentido para poder calcular la curva de un sensor de CO2, CO y GLP, que les ayuda a medir la calidad del aire de la zona por donde va pasando el picosatélite.

Curva de sensibilidad a gases MQ135

Lo que pueden aprender los alumnos:

  • Trigonometría
  • Cálculo
  • Estadística
  • Álgebra

Física

¿Has realizado el cálculo para un objeto en caída libre CONSIDERANDO la resistencia del aire? En este proyecto se realiza el calculo para un objeto a 22 km de altura.

A mayor altura menor presión, la ecuación hipsométrica es algo que muestra a los alumnos cómo obtener la altura con base en la presión y temperatura obtenida por los sensores.

Lo que se puede aprender:

  • Fórmula de caída libre
  • Fórmula hipsométrica
  • Velocidad
  • Aceleración

Química

El helio ya no solo lo veras en la tabla periódica

¿Dónde se encuentra el CO2, CO, GLP y algunos otros gases? Serán preguntas que tendrán que hacerse los muchachos para poder calibrar sensores y hacer comparaciones de calidad del aire.

Helio, ya no solo será un nombre de un gas noble que se encuentra en la tabla periódica de elementos, es el encargado de subir al globo hasta una altura cerca de los 22km de altura, comprueba que los gases se expanden a una mayor altura y por eso truena el globo.

Lo que pueden aprender los alumnos:

  • Elementos de la tabla periódica
  • Detección de elementos
  • Características de los gases
  • Resistencia de los materiales

Geografía

Estratosfera

El satélite cuenta con un GPS que envía su posición, si alguno de los alumnos menciona que la geografía no sirve de nada, puede demostrársele con base en coordenadas y un mapa, la manera más fácil de recuperar el satélite cuando caiga nuevamente a tierra. Señalando la utilidad de la materia.

Simulaciones en base al clima y movimiento de la tierra serán necesarias para poder saber dónde aproximadamente caerá el dispositivo, la ruta tiene que ser bien planeada.

Además no debe olvidarse mencionarle a los alumnos que a 22 km de altura ya se encuentra uno en la estratosfera, a esa altura es posible apreciar curvatura de la tierra.

Lo que pueden aprender los alumnos:

  • Coordenadas
  • Mapas
  • Relieves
  • Horario UTC
  • Movimiento de la tierra

Electrónica

PCB de sensores de Gas

La electrónica la puedes encontrar ya casi en cualquier parte de lanuestra vida, enseñar a los alumnos a soldar un componente electrónico es una habilidad que todos deberían de conocer.

Con este proyecto es posible descubrir que pequeños microcontroladores con el poder de procesamiento del Apolo I, se pueden conseguir por menos de $200 pesos y hacer que sea la computadora de vuelo, ademas de descubrir sensores de todo tipo y cómo utilizarlos para mejorar la misión.

Lo que pueden aprender los alumnos:

  • Electrónica básica
  • Soldadura
  • Programación de microcontroladores
  • Protocolos de comunicación

Programación

Ejemplo en processing de Tracking Sat

En muchas partes de Europa lo están considerando una materia básica, la programación es una herramienta esencial para desarrollar la misión, es la manera más eficiente de hacer todos los cálculos en tiempo real y guardarlos para su posterior análisis.

Lo que pueden aprender los alumnos:

  • Programación Básica
  • Comunicación hardware-computadora
  • Generación de algoritmos
  • Lógica de programación

Equipo e integración

Los alumnos deberán aprender a trabajar en equipo para lograr correctamente la misión, si el hardware, software, armado o paracaídas no funcionan toda la misión se puede perder, el trabajo de todos es importante, dando de esta manera una gran lección para la clase.

¿Qué tal si se unen el profesor de química, física y matemáticas para en clase calcular todas estas variables?

Lo más genial de todo como profesor, asesor, instructor es que no se tiene que saber y dominar de todas estas áreas, se puede aprender junto con los alumnos y aplicar lo aprendido en la escuela.

Si quieres saber más sobre picosatelites o quieres construir tu propia versión puedes visitar la Wiki en ella encontrarás toda una guía de los pasos a seguir para realizar una misión con éxito.

Artículo original aquí.

Autor del artículo @Sabasacustico