NASA RealWorld-InWorld 엔지니어링 설계 과제

NASA RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge

NASA RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge는 7~12학년 학생들이 프로젝트 기반 학습과 팀 경연의 2단계를 통해 과학, 기술, 엔지니어링, 수학(STEM 분야) 분야의 성공적인 진로를 위한 탐색과 기술을 쌓도록 장려하는 활동이다.RealWorld-InWorld 경험은 처음에 교사/코치와 함께 일하는 학생들로 구성된 팀이 NASA에서 영감을 받은 엔지니어링 문제를 해결한 다음, 대학생 및 엔지니어링 멘토와 함께 가상 현실 환경에서 솔루션을 구축할 수 있는 기회를 제공한다.팀들은 제임스 웹 우주 망원경과 로보넛 2로 알려진 덱스트 휴머노이드 로봇 둘 다와 관련된 현실 세계의 문제들을 고려해서, 연구자들과 과학자들이 현재 해결하고 있는 실제 문제들에 대한 물류 해결책을 개발하기 위해 노력한다.RealWorld-InWorld는 미국항공우주국(NASA), 미국항공우주연구원(NIA), USA TODAY Education, LearniT-TeachiT의 공동 교육 이니셔티브다.

RealWorld-InWorld NASA Engineering Design Challenge는 USA TODAY Education과 NASA가 개발한 SIGHT/INSIGNATION Design Challenge와 NIA와 NASA가 개발한 VESC(Virtual Discovery Sustainability Challenge)에 기초한다.두 교육 시책 모두 NASA의 주제와 7-12학년 학생들을 위한 내용을 바탕으로 했다.그들은 STEM 진로, 프로젝트 관리, NASA 혁신에 대한 학생들의 이해를 깊게 한다.

문제 해결

학생들은 제임스 웹 우주 망원경이나 로보넛 2와 관련된 두 가지 질문 중 한 가지에 답하려고 시도할 것이다.

  • 로보넛2는 믿을 수 없는 한 쌍의 팔과 발달 중인 한 쌍의 다리를 가지고 있지만, 필요한 것은 열린 공간에 있는 동안 국제우주정거장의 외벽에 자신을 붙이는 방법이다.우주 산책 중 안정성과 지지를 제공할 로보넛 2를 위한 "제로 G-foot"를 디자인한다.
  • 제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경을 대체하기 위해 고안된 대형 적외선 우주 망원경이다.JWST를 차갑게 유지하면서 먼 은하계나 극외 행성과 같은 희미한 선원의 적외선을 탐지할 수 있는 큰 방패를 설계한다.

스폰서 및 파트너

로보넛 2

이력 및 적용

로보넛 2는 NASA 존슨 우주센터에서 제작되고 디자인된 매우 뛰어난 의인형 인간형 로봇이다.로보넛 2는 위험요인이 너무 높아 인간의 생명을 위태롭게 하는 상황에 사용된다.로보넛 2의 개발, 그리고 미래에는 다른 덱스트 휴머노이드 로봇들은, 적합한 우주 비행사들보다 기동성이 뛰어난 로봇의 활용을 통해 복잡한 임무를 완수하거나 인간이 안전하지 않은 환경으로 모험할 수 있게 함으로써, 우주 탐사와 건설을 위한 인간의 능력을 향상시키기 위한 것이다.로보넛2는 우주로 갈 뿐 아니라 국제우주정거장(ISS)에서 임무를 수행하는 최초의 로봇(유사한 로봇 4대가 있다)이라는 특징이 있다.흔히 R2라고 불리는 로보넛 2는 ISS에 탑승한 최초의 미국 로봇이다.다른 어떤 설계와 달리 '탈(脫)휴머노이드' 로봇이라는 가치는 R2가 인간이 사용하는 것과 동일한 도구를 사용하고 그 옆에서 같은 공간에서 작업할 수 있다는 것이다.이것은 로보넛 2의 임무를 용이하게 하기 위해 새로운 도구를 만들 필요가 없기 때문에 믿을 수 없을 정도로 효율적이다.NASA는 R2 개발을 위해 제너럴모터스(GM)와 오사네이링우주시스템(OSS)과 제휴하고 있다.이러한 파트너십은 R2가 새로운 기술로서 가속화하는 데 도움이 될 것이며, 이 로봇은 항공우주산업과 자동차산업에 고용되기 전에 결국 인간의 손재주를 능가하는 것을 목표로 할 것이다.

R2는 이전 R1을 여러 가지 면에서 개선한다.R2는 R1보다 4배 빠른 속도로 움직이며, 콤팩트하며, 민첩성 수준이 높고, 감지 기능이 깊고 넓다.R2에는 최적화된 이중 팔 손놀림 작업 공간, 직렬탄성 관절 기술, 확장된 손가락과 엄지손가락 이동, 소형화된 6축 로드 셀, 중복된 힘 감지, 초고속 관절 제어기, 극한 목 이동, 고해상도 카메라와 IR 시스템 등 여러 첨단 기술이 접목돼 있다.

제임스 웹 우주 망원경 (JWST)

이력 및 적용

제임스 웹 우주 망원경은 심층 우주 영상 시스템의 차세대다.제임스 웹 우주 망원경은 우주에서 지구와 생명의 기원에 대한 더 나은 이해를 제공하려고 한다.이 망원경은 미래의 과학적인 발전에 중요하며, RealWorld-InWorld Engineering Design Challenge를 통해 학생들은 공학 설계 과정을 이용하여 제임스 웹 우주 망원경과 관련된 문제들을 해결한다.

제임스 웹

JWST라고도 알려진 제임스 웹 우주 망원경은 전 NASA 관리자 제임스 웹의 이름을 따서 명명되었다.웹은 1961년 2월부터 1968년 10월까지 우주국을 운영했다.[5]그는 차세대 우주망원경인 JWST를 자신의 이름을 딴 우주과학에 큰 공헌을 한 것으로 평가받고 있다.웹은 아폴로 우주 프로그램과 가장 일반적으로 연결되어 있다.그의 방대한 업적들을 고려하면, Webb가 NASA 관리자 자리를 받아들이기를 다소 꺼려했다는 것은 놀라운 일이다.그는 기술자나 과학자는 아니었지만 정부와 항공우주 산업에서 다른 주목할 만한 직책을 맡고 있었다.케네디 대통령은 웹이 그 자리에 가장 적합한 인물이라고 믿었고 NASA 행정관의 직위는 대체로 정책 지향적인 자리라고 확신시켰다.

케네디 대통령이 세기가 끝나기 전에 사람을 달에 착륙시키겠다고 약속했음에도 불구하고, 웹은 그 도전이 엄격한 정치적이라기보다는 교육이나 산업과 같은 많은 분야에서 중요하다고 믿었다.웹은 1960년대 동안 우주국의 위대한 과학적 생산성으로 인정받고 있다.많은 프로그램들은 미국인들이 화성과 금성에 보내진 탐사선으로 우주에 대한 새로운 정보를 발견하도록 허용했고, 다른 프로그램들은 달 표면의 로봇 탐사와 함께 달에 첫발을 내디딜 준비를 했다.[5]1969년 달 착륙 직전인 1968년 웹이 은퇴할 무렵, 이 기관은 75개 이상의 임무를 착수했다.

웹은 그 기관의 의사 결정에서 과학자들의 역할을 강화했다.그는 또한 NASA와 미국의 대학교육 사이의 연결고리를 만드는 데 적극적인 역할을 했다.Webb는 NASA University Program을 창설하여 우주 보조금을 신설하고 대학원생들에게 펠로우십을 제공하며 대학에 과학 연구실을 건설하는 것을 도왔다.NASA와 교육 사이의 이러한 연결고리는 오늘날에도 계속되고 있으며, RealWorld-InWorld 엔지니어링 설계 챌린지에서 증명되고 있다.이 도전은 미국을 많은 이해와 과학적인 돌파구를 제공했던 우주 탐험의 성공시대로 이끈 제임스 웹이라는 이름을 가진 망원경에 초점을 맞추고 있다.

망원경

제임스 웹 우주 망원경은 2021년 12월 25일에 발사되었다.[6]JWST는 지구 표면에서 약 100만 마일 떨어진 [7]궤도에서 적외선 기술을 사용하여 우주로 피어날 것이며, 과학자들이 우주의 기원에 대해 관찰하는 것을 돕는다.JWST는 빅뱅 이후의 순간부터 우리 자신을 포함한 태양계 형성을 통해 우주의 역사를 관찰할 것이다.생명 유지 환경의 기원과 행성 형성 과정을 연구할 것이다.

JWST는 NASA, 유럽 우주국, 캐나다 우주국이 협력한 노력이다.이 프로젝트는 현재 NASA 고다드 우주 센터에 의해 관리되고 있다.개발에 참여한 계약업체는 노스럽 그루먼이다.발사 후에는 우주 망원경 과학 연구소에 의해 망원경이 작동될 것이다.이 프로젝트는 이전에는 "차세대 우주 망원경"으로 알려져 있었으나 2002년에 제임스 웹의 이름을 따서 이름이 바뀌었다.

JWST의 목표는 네 가지 과학 테마로 분류된다.

  1. 암흑 시대의 종말:퍼스트 라이트 및 리오네이션
  2. 은하 조합
  3. 별의 탄생과 행성계
  4. 행성계와 생명의 기원

JWST는 이전의 허블우주망원경과 어떤 면에서는 비슷하지만, 여러 면에서는 다르기 때문에 과학자들이 우주에 대한 새로운 미래와 이해를 얻을 수 있다.JWST는 적외선 속에서 우주를 "보기"하는 반면, 허블은 광학적으로나 자외선으로 우주를 본다.이러한 관점의 조합은 과학자들이 우주의 더 완전한 그림을 조합할 수 있게 해준다.JWST의 거울은 허블우주망원경의 거울보다 훨씬 더 커서 훨씬 더 많은 빛을 모을 수 있고 훨씬 더 오래 전에 피어날 수 있다.빛은엄청난속도로 이동하기 때문에, 빛이 시작된 이후로 더 많은 시간으로부터 더 멀리 이동해왔다.JWST는 또한 허블보다 지구에서 훨씬 더 멀리 궤도를 돌 것이다.허블 망원경은 지구와 매우 가까이 있는 반면에 JWST는 달보다 훨씬 더 멀리 존재할 것이다.

2011년 시작

1단계: RealWorld

참가자

교사/코치 및 고등학생

객관적이다.

엔지니어와 과학자로서 협력하여 제임스 웹 우주 망원경 또는 로보넛 2와 관련된 두 가지 실제 문제 중 하나에 대한 해결책을 탐색하고 설계하십시오.RealWorld Solutions는 고등학생과 코치/교사로 구성된 소규모 팀의 대면 환경에서 만들어진다.제출된 최종 프로젝트 솔루션은 RealWorld-InWorld 웹사이트에 소개될 것이며 팀은 작업에 대한 인정을 받게 될 것이다.2012년 1월 27일까지 최종 RealWorld 프로젝트 솔루션을 제출하는 팀만이 InWorld 단계로 진입할 수 있다.

2단계: InWorld

참가자

참가 대학생들은 3-5명의 고등학생과 그들의 선생님/코치로 팀을 선발한다.각 팀은 참여 공학 멘토를 선정한다.참가자들 중 다수는 NASA의 인스파이어 프로그램 참가자들이다.[8][9]

객관적이다.

21세기 도구를 사용하여 웹 망원경과 로보넛 2의 3D 모델을 만들고 디자인을 정교하게 다듬기 위해 3D 가상 환경에서 작업하십시오.두 프로젝트의 엔지니어들이 도전 내내 InWorld를 방문하여 "대화"할 것이다.RealWorld와 달리 InWorld Challenge는 NIA Universe 가상현실 세계 내에서 호스팅되는 가상 환경에 위치해 있다.팀은 이 가상 환경 내에서 제안된 문제에 대한 솔루션을 만들고 구축한다.

참조

  1. ^ "NASA - Home". Nasa.gov. 2012-04-27. Retrieved 2012-05-07.
  2. ^ "Corporate Site - NIA Home". Nianet.org. Retrieved 2012-05-07.
  3. ^ "USA TODAY Education: Supporting America's educators for over 25 years". Usatodayeducate.com. Retrieved 2012-05-07.
  4. ^ "Learnit Educational Community Useful resources for a better education". Nortellearnit.org. Retrieved 2012-05-07.
  5. ^ a b "The James Webb Space Telescope". Jwst.nasa.gov. Retrieved 2012-05-07.
  6. ^ "The James Webb Space Telescope". Jwst.nasa.gov. Retrieved 2012-05-07.
  7. ^ "Where Is Webb? NASA/Webb". webb.nasa.gov. Retrieved 2021-12-25.
  8. ^ 나사 인스파이어
  9. ^ "NASA - INSPIRE Students Speak Out".

외부 링크