السماء الخارجية (Exosky)

كيف ستبدو السماء الليلية إذا كنت واقفًا على إحدى الكواكب الخارجية العديدة التي اكتشفها علماء الفلك والبعثات الفضائية؟ يمكن دمج قائمة تضم أكثر من 5500 كوكب خارجي في أرشيف كواكب خارجية ناسا مع أحدث كتالوجات النجوم لترجمة موقع وسطوع الملايين، أو حتى المليارات، من النجوم إلى منظور آخر. من هذا المنظور، يمكن لأي شخص استخدام خياله لرسم الأبراج الفلكية، تمامًا كما فعل آباؤنا على الأرض قبل آلاف السنين. تحدك هو تطوير تطبيق أو واجهة للطلاب تتيح لهم اختيار كوكب خارجي ومن ثم إما عرض خريطة نجوم تفاعلية أو تصدير صورة عالية الجودة للطباعة أو العرض على جهاز كمبيوتر أو شاشة واقع افتراضي، حيث يمكنهم رسم وتسمية الأبراج الفلكية.

الخلفية

خلال العقود العديدة الماضية، كانت التلسكوبات الأرضية والفضائية ترسم خرائط للسماء لإنشاء كتالوجات دقيقة لمليارات النجوم. وباستخدام معلومات المسافة التي تم الحصول عليها من المنظر البعيد، يمكن تطوير سحابة نقطية ثلاثية الأبعاد (خريطة) لفهم مجرتنا بشكل أفضل. وبخلاف العلم، تسمح لنا هذه المعلومات أيضًا بتصور كيف تبدو السماء الليلية من أحد آلاف الكواكب المكتشفة حديثًا والتي تدور حول نجوم أخرى غير شمسنا (الكواكب الخارجية). من منظور الكوكب الخارجي، سيكون السطوع الظاهري للنجوم في السماء مختلفًا عما نراه من الأرض، وبالتالي فإن مجموعة الأجسام الأكثر سطوعًا ستكون فريدة لكل "سماء خارجية". إن الأداة التي تمكن المستخدمين الطلاب من إنشاء وتصور سماء خارجية ستساعدهم على ربط مجرتنا والكواكب الخارجية المجاورة بتجاربهم الخاصة مع سماء الأرض الليلية.

ومع ذلك، فإن كتالوجات النجوم كبيرة للغاية (على سبيل المثال، يحتوي كتالوج DR3 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية Gaia على معلومات حول أكثر من مليار نجم). إن الأداة التي تمكن من تصور كوكب خارجي سوف تحتاج إلى تحديد النجوم التي يمكن "رؤيتها" من كوكب خارجي فردي وحساب سطوعها من هذا المنظور. وعلى الرغم من أن هذه الحسابات تنطوي على عمليات هندسية بسيطة، فإن الحجم الهائل لكتالوجات النجوم سيجعل هذه الحسابات صعبة وربما يصعب تحقيقها باستخدام جهاز كمبيوتر شخصي أو منصة ويب.

الأهداف

يتمثل التحدي الذي تواجهه في تطوير تطبيق أو واجهة تسمح للمستخدم الطالب باختيار كوكب خارجي، واستخدام المعلومات الموجودة في كتالوج النجوم لتطوير سحابة نقاط ثلاثية الأبعاد (خريطة) للنجوم تتوافق مع منظور المراقب على هذا الكوكب الخارجي، ثم إنشاء تصور لهذه السحابة النقطية.

يمكن تصور سحابة النقاط المترجمة بطرق مختلفة. هل سينتج تطبيقك صورة ثابتة للسماء (مثل مخططات السماء أو الأدلة التي لدينا هنا على الأرض)، أو قبة سماوية تفاعلية (تسمح بتجربة الواقع الافتراضي)، أو شيء آخر؟

إن القدرات الإضافية مثل السماح للمستخدم بتتبع وتسمية الأبراج من شأنها أن تساعد الطلاب على جعل كل كوكب خارجي فريد خاص بهم، مما يتيح تجربة أعمق وفرصة تعليمية. يمكن لأداتك حتى توفير مستويات مختلفة من التفاصيل (اسم النجم، اللون، إلخ.) وجعل تراكبات بصرية مختلفة (مسار الشمس، الشبكة المجرية، إلخ.) متاحة لاستخدامات أكثر تقدمًا.

اعتبارات محتملة

يمكنك (ولكن ليس مطلوبًا منك) مراعاة ما يلي:

يمكن أن يشمل جمهورك المستهدف طلاب المدارس الابتدائية أو المتوسطة أو الثانوية - أو الطلاب في مستويات متعددة!

لاحظ أن التحويل من إحداثيات كتالوج النجوم ("القصور الذاتي") إلى إحداثيات السطح ("الكوكب الثابت") يعتمد على اختيار اتجاه قطب الكوكب.

يمكن لأداتك:

إنتاج مخطط سماوي مبسط يصور كل نجم كنقطة (بحجم متفاوت حسب سطوعه الظاهري) ليتم تصديره - على سبيل المثال بتنسيق PDF أو PNG للطباعة (طريقة رائعة لطلاب المدارس المتوسطة لإنشاء الأبراج الخاصة بهم).

أنتج خريطة واقعية للصور للسماء (على سبيل المثال، شاهد مجرة ​​درب التبانة من كوكب خارجي).

أنتج عرضًا بصريًا يمكن استكشافه باستخدام أجهزة الواقع الافتراضي.

فكّر في جعل أداتك تفاعلية مع إمكانية عرض معلومات أكثر أو أقل حسب الجمهور المستهدف:

ستتغير مواضع النجوم في مخطط السماء حسب اتجاه القطب المفترض (القصور الذاتي)، لذا قد يرغب المستخدم في تعديل الزاويتين (الطلعة المستقيمة والانحراف) اللتين تحددانها.

يمكن عرض اسم كل نجم ومعلوماته عندما ينقر المستخدم أو يحرك المؤشر فوق النجم.

يمكن لكل مستخدم رسم الأبراج بشكل تفاعلي (عن طريق ربط أزواج من النجوم) وتسميتها.

قد تكون الشبكات والإحداثيات الاستوائية والمجرية مفيدة للعرض للمستخدمين من المستوى الأعلى.

للحصول على البيانات والموارد المتعلقة بهذا التحدي، راجع علامة التبويب "الموارد" أعلى الصفحة. قد تتم إضافة المزيد من الموارد قبل بدء الهاكاثون.