Σύγχρονοι ανιχνευτές

Ζούμε σε μια εποχή που η διαστημική τεχνολογία, μάς επιτρέπει να παρατηρούμε Γη και ουρανό με εντυπωσιακή ακρίβεια, προσδιορίζοντας την μορφή, το μέγεθος, την θέση, την ταχύτητα, μέχρι και την σύσταση των αντικειμένων που μας περιβάλλουν. Γιατί όμως αυτό να είναι επιθυμητό; Πώς επιτυγχάνεται; Τι είναι ακριβώς τα ραντάρ και τα GPS; Ας τα δούμε όλα αυτά ένα-ένα:

1. Εδώ, βρίσκεται μία συλλογή αντικειμένων και σύντομη περιγραφή τους. Είναι μια καλή αρχή για να εξοικειωθείτε με την εξέλιξη των ανιχνευτικών μέσων από τις αρχές του 20^ου αιώνα.  Δείτε τα αντικείμενα 3-6 (SONAR), 3-7 (RADAR) και 3-8 (GPS). Θα σας απασχολήσουν λεπτομερώς στα επόμενα βήματα.

2. Μελετήστε αυτό το κείμενο και αυτήν την παρουσίαση και απαντήστε σχετικά με το SONAR (SOund Navigation And Ranging): Πότε εντοπίζονται οι απαρχές του; Σε ποια φυσική αρχή βασίζεται η λειτουργία του; Παρακολουθήστε το βίντεο του National Geographic «Scientists «see» ocean floor via SONAR«. Ποιον επιστημονικό σκοπό εξυπηρετεί η χρήση του SONAR; (θα σας βοηθήσει και το κείμενο των διαλόγων που παρατείθεται).

3. Το επόμενο που θα μας απασχολήσει είναι το «ραντάρ», που βασίζεται στην εκπομπή ραδιοκυμάτων. Μάθετε από αυτήν την εφαρμογή για την φύση των ραδιοκυμάτων. Με ποια ταχύτητα διαδίδονται; Δείτε εδώ. Μελετήστε προσεκτικά αυτήν την ιστορική ανασκόπηση για το ραντάρ και απαντήστε: Ποιος θεωρείται ο πατέρας των ραδιοτηλεπικοινωνιών και γιατί; Πότε ανιχνεύτηκε το πρώτο αεροπλάνο; Πότε εξοπλίστηκε με ραντάρ το πρώτο πλοίο; Μπορείτε να συμπεράνετε από τα στοιχεία που παρέχει το κείμενο ποιες ήταν οι αρχικές χρήσεις του ραντάρ; Διαβάστε αυτό το κείμενο για να γνωρίσετε την βασική αρχή λειτουργίας του ραντάρ. Μοιάζει με την αρχή λειτουργίας του SONAR;

4. Ένα ενδιαφέρον ερώτημα είναι το εξής: Πώς ένα πλοίο ή ένα αεροπλάνο γνωρίζει ανά πάσα στιγμή το γεωγραφικό του στίγμα; Φυσικά, δεν έχει έναν πύργο ελέγχου που το κατευθύνει συνεχώς. Κάτι άλλο συμβαίνει. Το πρώτο που μας έρχεται στο νου είναι μια συσκευή GPS. Κι όμως, πριν ακόμα αναπτυχθεί η τεχνολογία GPS, αξιοποιήθηκαν τα ραντάρ για τον σκοπό αυτό με εντυπωσιακό τρόπο. Η ιδέα είναι γνωστή ως «υπερβολική ναυτιλία» και χρησιμοποιείται και σήμερα. Μάθετε γι’ αυτήν διαβάζοντας εδώ την παράγραφο «Hyperbolic navigation systems» ή μελετήστε αυτό το κείμενο και πειραματιστείτε με τις ενσωματωμένες java εφαρμογές.

5. Το προηγούμενο είναι μόνο ένα παράδειγμα από τις πολλές εφαρμογές των ραντάρ. Αλήθεια, έχετε αναλογιστεί πώς θα ήταν η ζωή μας χωρίς αυτά; Μάθετε πρώτα πόσο εκτεταμένα τα χρησιμοποιούμε, διαβάζοντας αυτό το κείμενο. Και επειδή χρειαζόμαστε ισχυρά «μάτια» που θα παρακολουθούν όλα τα αντικείμενα σε τροχιά γύρω από την Γη διαμέτρου τουλάχιστον 5 cm, βρείτε πληροφορίες εδώ και εδώ για ένα ξεχωριστό ραντάρ από την ESA.

6. Παρακολουθήστε το παρακάτω βίντεο, αλλά ανατρέξτε και σε αυτήν ή αυτήν την πηγή για να μάθετε σχετικά με το «Global Positioning System» (GPS). Έπειτα απαντήστε: Τι είναι το GPS; Για ποιον σκοπό δημιουργήθηκε; Με ποιον τρόπο ο «τριπλευρισμός» προσδιορίζει την θέση ενός δέκτη GPS; Θα σας βοηθήσει και αυτή η εφαρμογή flash. Τι είδους κύματα μεταδίδουν οι δορυφόροι; Γιατί χρειάζονται τόσοι πολλοί δορυφόροι; Γιατί διαθέτουν ατομικά ρολόγια; Σήμερα πώς αξιοποιείται το GPS;

7. Τέλος, διαβάστε εδώ για τη συνεργασία του GPS και άλλων συστημάτων όπως το «GIS» και το «Remote Sensing» σε θέματα προστασίας του περιβάλλοντος. Τι είναι αυτά τα δύο συστήματα και τι εξυπηρετούν;