NASA_RealWorld-InWorld_Engineering_Design_Challenge
NASA RealWorld-InWorld Engineering Design Challengeは、7 年生から 12 年生の生徒が、プロジェクトベースの学習とチーム競争の 2 つのフェーズを通じて、科学、技術、工学、数学 ( STEM フィールド) のキャリアのためのスキルを探求し、構築することを奨励する活動です。. RealWorld-InWorld エクスペリエンスは、最初は教師/コーチと一緒に働く学生のチームに、NASA にヒントを得たエンジニアリングの問題を解決し、仮想現実環境で大学生やエンジニアリングの指導者と一緒にソリューションを構築する機会を提供します。チームは、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡とロボノートとして知られる器用なヒューマノイド ロボットの両方に関連する現実世界の問題を検討します2、次に、研究者や科学者が現在解決している実際の問題に対するロジスティック ソリューションの開発に取り組みます。RealWorld-InWorld は、米国航空宇宙局 (NASA)、国立航空宇宙研究所(NIA)、USA TODAY Educationの共同教育イニシアチブです。
RealWorld-InWorld NASA Engineering Design Challenge は、USA TODAY Education と NASA が開発した SIGHT/INSIGHT デザイン チャレンジと、NIA と NASA が開発した Virtual Exploration Sustainability Challenge (VESC) に基づいています。両方の教育イニシアチブは、7 年生から 12 年生の生徒向けの NASA のテーマとコンテンツに基づいていました。
コンテンツ
1 問題解決
2 ロボノート2
2.1 歴史と応用
3 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST)
3.1 歴史と応用 3.2 ジェームズ・ウェッブ 3.3 望遠鏡
4 はじめに 2011
4.1 フェーズ 1: リアルワールド
4.1.1 参加者
4.1.2 目的
4.2 フェーズ 2: インワールド
4.2.1 参加者
4.2.2 目的
5 参考文献
6 外部リンク
問題解決
生徒は、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡またはロボノート 2 に関する 2 つの質問のいずれかに答えようとします。
Robonaut 2 には 1 組の「アーム」がありますが、必要なのは、オープン スペースで国際宇宙ステーションの外壁に取り付ける方法です。その「足」が開発中です。学生は、宇宙遊泳中に安定性とサポートを提供するロボノート 2 用の「ゼロ G フィート」を設計する必要が
ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、ハッブル宇宙望遠鏡に代わる大型赤外線宇宙望遠鏡です。JWST を低温に保ちながら、遠方の銀河や太陽系外惑星などのかすかな光源からの赤外線を検出できるようにする大きなシールドを設計します。
ロボノート2編集
歴史と応用
Robonaut 2 は、 NASA ジョンソン宇宙センターで製造および設計された非常に器用な擬人化ヒューマノイド ロボットです。ロボノート 2 は、危険因子が高すぎて人命を危険にさらす状況で使用されます。Robonaut 2 の開発、および他の器用なヒューマノイド ロボットの将来の見通しは、宇宙での探査と建設のための人間の能力を強化することを目的としています。適切な宇宙飛行士よりも機動性の高いロボットを利用して、複雑なミッションを完了したり、人間にとって安全ではない環境に挑戦したりできます。Robonaut 2 は、宇宙に行くだけでなく、国際宇宙ステーション(ISS) に乗ってタスクを実行する、その種の最初のロボット (4 つの同様のロボットがあります) であるという特徴が一般にR2と呼ばれるRobonaut 2は、ISSに搭乗する最初の米国のロボットです。他のデザインとは対照的に「器用なヒューマノイド」ロボットであることの価値は、R2が人間が使用するのと同じツールを使用し、同じスペースで人間のそばで作業できることです。R2 の開発のために、NASA はゼネラル モーターズ (GM) およびオセアニアリング スペース システムズ (OSS) と提携しています。これらのパートナーシップは、ロボットが航空宇宙産業と自動車産業の両方で採用される前に、人間の器用さに匹敵し、最終的にはそれを超えることを目標に、R2 の新技術としての加速を支援します。
R2 は、多くの点で前身の R1 を改善しています。R2 は R1 の 4 倍の速さで動き、よりコンパクトで、より高いレベルの器用さと、より深くより広い範囲のセンシング機能を備えています。R2 には、最適化された重複するデュアル アームの器用なワークスペース、一連の弾性ジョイント テクノロジ、拡張された指と親指の移動、小型化された 6 軸ロード セル、冗長力センシング、超高速ジョイント コントローラ、極端なネック トラベル、高解像度カメラなど、多くの高度なテクノロジが組み込まれています。およびIRシステム。
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST)編集
歴史と応用
James Webb Space Telescope は、次世代の深宇宙イメージング システムです。ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、地球の起源と宇宙の生命をよりよく理解することを目指しています。この望遠鏡は、将来の科学的ブレークスルーにとって重要であり、RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge を通じて、学生は工学設計プロセスを使用して James Webb 宇宙望遠鏡に関連する問題を解決します。
ジェームズ・ウェッブ
JWST としても知られるジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、元 NASA 管理者のジェームズ ウェッブにちなんで名付けられました。ウェッブは 1961 年 2 月から 1968 年10月まで宇宙機関を運営していました。ウェッブは、アポロ宇宙計画に最も一般的にリンクされています。彼の多大な功績を考えると、Webb が NASA の管理者としての地位を受け入れることにやや消極的だったことは驚くべきことです。彼はエンジニアでも科学者でもありませんでしたが、政府や航空宇宙産業で他の重要な役職に就いていました。ケネディ大統領は、ウェッブがこの役職に最適な人物であると信じており、NASA 管理者の役職は主に政策指向の役職であると彼に確信させました。
ケネディ大統領は今世紀末までに人類を月面に着陸させることを約束していたが、ウェッブはその挑戦が厳密に政治的なものではなく、教育や産業など多くの分野で重要であると信じていた. Webb は、1960 年代の宇宙機関の優れた科学的成果の功績で知られています。多くのプログラムは、アメリカ人が火星と金星に送られた探査機で宇宙空間に関する新しい情報を発見することを可能にしましたが、他のプログラムは、表面のロボット探査でアメリカ人が月に最初の一歩を踏み出す準備をしました. Webb が 1968 年に引退するまでに、1969 年の月面着陸の直前に、機関は 75 以上のミッションを開始しました。
ウェッブは、機関の意思決定における科学者の役割を強化しました。彼はまた、NASA とアメリカの大学教育との間のリンクを作成する上で積極的な役割を果たしました。ウェッブは、NASA 大学プログラムを作成し、宇宙助成金の設立、大学院生へのフェローシップの提供、大学での科学研究所の建設を支援しました。NASA と教育の間のこのつながりは今日も続いており、RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge で証明されています。この挑戦は、多くの理解と科学的ブレークスルーをもたらした宇宙探査の成功した時代にアメリカを立ち上げたジェームズ・ウェッブの名を冠した望遠鏡に焦点を当てています。
望遠鏡
ジェイムズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、2021 年 12 月 25 日に打ち上げられました。 大宇宙。JWST は、ビッグバンの直後から、太陽系を含む太陽系の形成までの宇宙の歴史を観測します。生命を支える環境の起源と惑星形成のプロセスを研究します。
JWST は、 NASA、欧州宇宙機関、およびカナダ宇宙機関の間の共同作業です。このプロジェクトは現在、 NASA ゴダード宇宙センターによって管理されています。開発に携わる請負会社はNorthrop Grummanです。打ち上げ後、望遠鏡は宇宙望遠鏡科学研究所によって運営されます。このプロジェクトは以前は「次世代宇宙望遠鏡」として知られていましたが、2002 年に James Webb にちなんで改名されました。
JWST の目標は、次の 4 つの科学的テーマに分類されます。
暗黒時代の終わり: 最初の光と再電離
銀河の集合
恒星と原始惑星系の誕生
惑星系と生命の起源
JWST は、いくつかの点でその前身であるハッブル宇宙望遠鏡に似ていますが、多くの点で異なり、科学者が宇宙の新しい展望と理解を得ることができます。JWST は宇宙を赤外線で「見る」のに対し、ハッブルは宇宙を光学的および紫外線で見る。この視点の組み合わせにより、科学者は宇宙のより完全な全体像をまとめることができます。JWST のミラーは、ハッブル宇宙望遠鏡のミラーよりもはるかに大きいため、より多くの光を収集し、時間をさかのぼって見ることができます。光はものすごい速さで進むので、遠くに行くほど光が発生してからの時間が長くなります。また、JWST はハッブルよりもはるかに地球から離れた軌道を周回します。ハッブルは地球の非常に近くに存在しますが、JWST は月よりもはるかに遠くに存在します。
はじめに 2011
フェーズ 1: リアルワールド編集
参加者
教師/コーチおよび高校生
目的
エンジニアや科学者として協力して、 James Webb Space TelescopeまたはRobonaut 2に関連する 2 つの現実世界の問題のいずれかの解決策を探索および設計します。RealWorld Solutions は、高校生とコーチ/教師の小さなチームの対面環境で作成されます。提出された最終的なプロジェクト ソリューションは、RealWorld-InWorld Web サイトで取り上げられ、チームはその成果が認められます。2012 年 1 月 27 日までに最終的な RealWorld プロジェクト ソリューションを提出したチームのみが、InWorld フェーズに移行する資格が
フェーズ 2: インワールド編集
参加者
参加する大学生は、3 ～ 5 人の高校生とその教師/コーチからなるチームを選びます。各チームは、参加するエンジニアリング メンターを選択します。参加者の多くは、NASA の INSPIRE プログラムの参加者でも
目的
21 世紀のツールを使用して 3D 仮想環境で作業し、James Webb Space Telescope と Robonaut 2 の設計を改良して 3D モデルを作成します。両方の異なるプロジェクトのエンジニアが InWorld を訪れ、チャレンジを通じて「チャット」します。RealWorld とは異なり、InWorld チャレンジは、NIA ユニバースの仮想現実の世界でホストされる仮想環境にチームは、この仮想環境内で提案された問題に対するソリューションを作成および構築します。
参考文献
^ “The James Webb Space Telescope” . Jwst.nasa.gov . 2012 年5 月7 日閲覧。
^ 「ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡」 . Jwst.nasa.gov . 2012 年5 月7 日閲覧。
^ 「ウェッブはどこ? NASA/ウェッブ」 . webb.nasa.gov . 2021年12月25日閲覧。
^ NASA インスパイア
^ 「NASA – インスパイアの学生が声を上げる」 .
外部リンク
NASA 学生エンジニアリング デザイン チャレンジ
数理科学・技術センター