Astro Pi 2021:
Missione SPACE LAB
Che cosa è Astro Pi?
Astro Pi è un progetto educativo che offre agli studenti l’opportunità di imparare a programmare e condurre indagini scientifiche nello Spazio, scrivendo il codice (in linguaggio Python), usando una applicazione online ed un kit fornito dall’ESA. I codici selezionati saranno eseguiti sui computer Astro Pi (Raspberry Pi) a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). L’Astro Pi Challenge è divisa in due missioni con diversi livelli di complessità: Mission Zero (livello beginner) e Mission Space Lab, permettendo anche a studenti senza nessuna esperienza in programmazione di partecipare.
Che cos'è la Missione SPACE LAB?
Mission Space Lab offre la possibilità di partecipare a un contest in cui sarà possibile ideare e programmare al computer un esperimento scientifico da far “girare” su un computer Astro Pi della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). La fase di raccolta delle idee alla base degli esperimenti è aperta fino al 29 ottobre 2021: i gruppi di studenti che supereranno questa fase, supervisionati da un insegnante o un mentore, potranno poi scrivere il loro programma entro il 24 febbraio 2022. I migliori esperimenti saranno poi implementati sul computer della ISS.
Per studenti fino a 19 anni.
Missione “Space LAB” FASE 1: DESIGN
13 settembre – 29 ottobre
Nella Fase 1 la tua squadra troverà un’idea per l’esperimento da far eseguire dall’Astro Pi che si trova sulla Stazione Spaziale Internazionale.
Ecco i tre step di questa PRIMA FASE (da concludere entro il 29 ottobre 2021):
1. Organizzare la Squadra
Una squadra consiste in un gruppo da due a sei studenti o giovani fino ai 19 anni e metà dei membri della squadra devono essere cittadini di uno dei paesi autorizzati a partecipare. Ogni squadra ha bisogno di un insegnante o di un mentor.
Questo insegnante/mentor supporterà la squadra durante la sfida, sottometterà nel sito ufficiale l’idea dell’esperimento (entro il 29/10), il programma (realizzato dopo il 29/10) e il report finale e sarà il principale punto di contatto per i giudici di Astro Pi.
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Le sfide di Astro Pi in Italia sono gestite da ESERO ITALIA, un programma congiunto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), con il sostegno di una ricca gamma di organizzazioni nazionali attive sia nel campo dell’educazione che del settore spaziale.
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2. Scegliere il tuo TEMA
Ci sono due temi fra i quali puoi scegliere per le Missioni Space Lab, a seconda di quello che vorresti far investigare al tuo esperimento:
3. Progettare l’esperimento tutti insieme
PREPARAZIONE
È importante che la tua squadra capisca/conosca i limiti dell’hardware di Astro Pi e che cosa non è consentito fare negli esperimenti. La vostra idea deve rispettare i criteri della checklist seguente, altrimenti l’idea verrà squalificata.
CHECKLIST DELL’ESPERIMENTO
È importantissimo che la tua squadra capisca i limiti dell’hardware di Astro Pi e che cosa non è permesso nell’esperimento. La vostra idea deve rispettare i criteri delal seguente checklist altrimenti potrebbe essere squalificata:
- Il tuo esperimento non deve dipendere dall’interazione con gli astronauti. Non possiamo essere sicuri di quando un astronauta sarà nei paraggi degli Astro Pi: hanno il loro programma di lavoro!
- Il tuo esperimento non dovrebbe essere un gioco ma un esperimento scientifico.
- La comunicazione in tempo reale con gli Astro Pi sulla Stazione Spaziale Internazionale non è possibile perché non abbiamo un modulo di radio comunicazione capace di dare istruzioni dalla Terra.
- Non aspettarti che il tuo esperimento possa essere realizzato in una specifica data e ora. Non possiamo prevedere con accuratezza quando ogni esperimento sarà eseguito.
PRESENTARE L’ESPERIMENTO
I mentor possono usare la bacheca del sito Astro Pi per inserire le informazioni sulla squadra e l’idea dell’esperimento. Dovrai essere in grado di rispondere a queste due domande:
- Qual è l’idea del vostro esperimento?
- Come userete i computer Astro Pi per realizzare l’esperimento?
Una volta che il mentor si sarà iscritto, verrà contattato dal team Astro Pi per registrare i dettagli della squadra e dell’idea dell’esperimento.
La risposta alle domande indicate qui sopra aiuterà il team Astro Pi a valutare la fattibilità del tuo esperimento, la validità scientifica e la creatività.
Tema “vita sulla terra”
Requisiti
Gli esperimenti “Vita sulla Terra” investigano la vita sulla superficie del Pianeta utilizzando uno dei computer Astro Pi che sarà posizionato su un oblò rivolto verso la Terra sulla Stazione Spaziale Internazionale.
Se scegli questo tema, dovrai sottomettere un’idea che si basa sull’uso della fotocamera di Astro Pi. Per la prima volta nella storia di questa challegne, quest’anno potrai anche selezionare che tipo di fotografia vorrai scattare: potrai usare la fotocamera a infrarossi (con un filtro ottico rosso) o la fotocamera per la luce visibile. È importante notare che il tuo esperimento di tre ore sarà eseguito su un solo Astro Pi, quindi non potrai usare sia la fotocamera a infrarossi sia quella per la luce visibile. L’uso dei sensori di Astro Pi è opzionale per gli esperimenti “Vita sulla Terra”.
Regole
Regole per gli esperimenti “Vita sulla Terra”
- Il tuo esperimento deve fare uso o della camera a infrarossi (con filtro ottico rosso) o della camera per la luce visibile e devi sapere che la camera non ha capacità di analisi termica delle immagini per isurare la temperatura della Terra.
- Il tuo esperimento non deve essere basato solo su fotografie notturne. La maggior parte delle squadre che hanno tentato questa via in passato si sono ritrovate con immagini completamente nere che non potevano essere analizzate. Il nuovo hardware di Astro Pi potrebbe migliorare le capacità di fotografia notturna, ma questa possibilità non è stata completamente testata, per ora.
- Non puoi scegliere una destinazione da fotografare perché la Stazione Spaziale Internazionale potrebbe trovarsi ovunque nella sua orbita durante le tre ore di esecuzione del tuo programma.
- Devi esserti chiaro che la fotocamera non sarà in grado di scattare foto con sufficiente dettagli per identificare automobili, strade, palazzi.
- Il tuo programma per “Vita sulla Terra” non dovrà usare la matrice a LED di Astro Pi perché il computer sarà “incappucciato” per evitare che raggi di luce vaganti e riflessi possano rovinare le immagini prese dall’oblò della Stazione Spaziale Internazionale.
Tema “Vita nello Spazio”
Requisiti
Gli esperimenti “Vita nello Spazio” usano uno dei computer Astro Pi per investigare la vita dentro il modulo Columbus. Se scegli questo tema, dovrai presentare un’idea che usa la matrice a LED dell’Astro Pi e almeno uno dei suoi sensori, tra cui la fotocamera. Il computer Astro Pi sarà posizionato all’interno del modulo Columbus e potrai usare la fotocamera solo come sensore e non per registrare e archiviare foto o video.
Regole
Regole per gli esperimenti “Vita nello Spazio”
- Il tuo esperimento deve ultilizzare la matrice a LED e almeno uno dei sensori di Astro Pi.
- Il tuo esperimento non dovrà archiviare o registrare video.
- Il tuo esperimento può usare la fotocamera solo come sensore e non può scattare foto, per rispetto della privacy degli astronauti.
In cerca di ispirazione?
Dai un’occhiata ai progetti che hanno vinto le passate edizioni!
Vincitori 2020-21
Trasformare in musica le informazioni provenienti dalla Terra? Forse si può.
Vincitori 2019-20
Vibrazioni, campi magnetici e le ferite degli incendi fra i progetti vincitori.
Vincitori 2018-19
Misurare la concentrazione di clorofilla sulla Terra o studiare come si sposta la Stazione Spaziale Internazionale? Con Astro Pi si può fare.
Vincitori 2017-18
Calcolare la velocità della stazione spaziale o usare il magnetometroper calcolare la latitudine della ISS…
RISORSE
Link a risorse onlineper conoscere meglio il progetto e per imparare a programmare in Python
Astro Pi
Elenco di LINk a risorse online su Astro Pi e su Raspberry Pi:
- Astro Pi Open Day (video del webinar di lancio del 15 ottobre 2021)
- PDF della presentazione ufficiale di David Honess (ESA) – nell’ultima pagina della presentazione trovate tantissimi link a risorse online
- Pagina ufficiale di ESERO ITALIA di presetnazione delle due missioni Astro Pi (in italiano)
- Sito Astro Pi ufficiale dell’ESA (inglese)
- Pagina delle RISORSE nel sito ufficiale Astro Pi (inglese)
- Emulatore dei sensori “Sense HAT” di Astro Pi
- Elenco dei SENSORI (inglese) – per capire quali sono e poter decidere come utilizzarli
- Video Youtube con suggerimenti utili per preparare la proposta (in inglese ma con la possibilità di generare sottotitoli automatici in italiano)
Python
Iniziare a conoscere il Linguaggio di Programmazione Python con risorse online, guide, tutorial (se avete trovato documenti più interessanti, condivideteli con noi così li pubblichiamo qui!):
- Guida alla Fase 2 della missione Space LAB (sul sito della Raspberry Pi Foundation)
- Corso gratuito di Python 2 sul sito Codecademy (registrazione obbligatoria). Ricordiamoci però che Astro Pi usa Python 3 (che ha delel differenze)
- Pagina del sito della Raspberry Pi Foundation con l’introduzione al linguaggio di programmazione Python
- Pagina del sito della Raspberry Pi Foundation con tutti i percorsi formativi, compresi due moduli su Python
- Pagina del sito della Raspberry Pi Foundation per vedere e studiare progetti realizzati in Python
- Video indipendente con un intero corso di Python 3 (inglese)
- SoftPython, guida online gratuita per imparare Python (anche in italiano)
- Thonny, IDE per principianti per programmare in Python
- Esempi di programmi in Python per SENSE HAT
- Fonti per SENSE HAT API