Guia do Educador: Pi in the Sky 10

Na décima parte do conjunto de problemas ilustrados Pi in the Sky, os alunos usam pi para calcular o tamanho de uma amostra de rocha coletada pelo rover Perseverance Mars, comparar a sensibilidade de dois telescópios espaciais, determinar a composição de um asteróide e descobrir quanto do Sol será coberto durante um eclipse solar.

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"Pi in the Sky" Student Challenge (compatível com dispositivos móveis, tablets e leitores de tela)

Esta ilustração mostra um conceito para vários robôs que se uniriam para transportar para a Terra amostras de rochas e solo coletadas da superfície marciana pelo rover Mars Perseverance da NASA. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech | › Imagem completa e legenda

Imagem da animação comparando os tamanhos relativos do espelho primário de James Webb com o espelho primário do Hubble. Crédito: NASA/Goddard Space Flight Center. | › Animação completa

Esta ilustração mostra o asteroide Psyche, rico em metais, localizado no cinturão principal de asteroides entre Marte e Júpiter. Créditos: NASA/JPL-Caltech/ASU | + Imagem completa e legenda

Esta sequência de imagens mostra um eclipse solar anular de maio de 2012. O quadro inferior direito ilustra o anel distinto, ou "anular", de tais eclipses. Um eclipse semelhante será visível no Pacífico Sul em 10 de maio de 2013. Créditos: Brocken Inaglory, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons | + Expandir imagem

O rover da NASA em Marte, Perseverance, foi projetado para coletar amostras de rochas que eventualmente serão trazidas para a Terra por uma missão futura. Enviar objetos de Marte para a Terra é muito difícil e algo que nunca fizemos antes. Para manter os núcleos de rocha intocados na jornada para a Terra, o rover os sela hermeticamente dentro de um tubo de amostra especialmente projetado. Assim que as amostras forem trazidas para a Terra, os cientistas poderão estudá-las mais de perto com equipamentos grandes demais para fazer a viagem a Marte. No Tubular Tally, os alunos usam pi para determinar o volume de uma amostra de rocha coletada em um único tubo.

Quando a NASA lançou o Telescópio Espacial Hubble em 1990, os cientistas esperavam que o telescópio, com seu grande espelho e sensibilidade à luz ultravioleta, visível e infravermelha próxima, revelasse os segredos do universo a partir de uma órbita bem acima da atmosfera. De fato, sua esperança se tornou realidade. As descobertas do Hubble, que são possíveis em parte por seu espelho, reescreveram os livros de astronomia. Em 2022, o próximo grande observatório, o Telescópio Espacial James Webb, começou a explorar o universo infravermelho com um espelho ainda maior de um local além da órbita da Lua. Em Rad Reflection, os alunos usam pi para obter uma nova compreensão de nossa capacidade de perscrutar profundamente o cosmos, comparando a área do espelho primário do Hubble com a do Webb.

Orbitando o Sol entre Marte e Júpiter, o asteróide (16) Psyche é de particular interesse para os cientistas porque sua superfície pode ser metálica. A Terra e outros planetas terrestres têm núcleos de metal, mas estão enterrados nas profundezas dos planetas, por isso são difíceis de estudar. Ao enviar uma espaçonave para estudar Psyche de perto, os cientistas esperam aprender mais sobre os núcleos dos planetas terrestres e a história do nosso sistema solar. É aí que entra o Psyche da NASA. A missão usará ferramentas especializadas para estudar a composição do Psyche a partir da órbita. Determinar quanto metal existe no asteróide é um dos principais objetivos da missão. Em Metal Math, os alunos farão sua própria investigação da composição do asteróide, usando pi para calcular a densidade aproximada de Psyche e compará-la com a densidade de materiais terrestres conhecidos.

Em 14 de outubro de 2023, um eclipse solar será visível na América do Norte e do Sul, quando a Lua passar entre a Terra e o Sol, bloqueando a luz do Sol de nossa perspectiva. Como a órbita da Terra ao redor do Sol e a órbita da Lua ao redor da Terra não são círculos perfeitos, as distâncias entre eles mudam ao longo de suas órbitas. Dependendo dessas distâncias, a área do disco solar pode ser totalmente ou apenas parcialmente bloqueada durante um eclipse solar. Em Eclipsing Enigma, os alunos dão uma espiada no que esperar em outubro usando pi para determinar quanto do disco do Sol será eclipsado pela Lua e se deve esperar um eclipse total ou anular.