Проекты

Краткое описание

Любительские астрономические наблюдения играю важную роль в современном образовательном процессе, содействуют формированию непротиворечивой научной картины мира у широких слоёв населения, представляют собой несомненную научную ценность в части отслеживания движения малых тел Солнечной системы, а наглядность их результатов оказывает благотворное влияние на популяризацию науки и привлечение общественного внимания к её достижениям. Однако нестабильность погодных условий, зависимость от географического положения наблюдателя и иные технические ограничения препятствуют регулярным астрономическим наблюдениям как в рамках научных и образовательных программ, так и в любительской среде. Большая часть этих ограничений может быть снята посредством организации удалённого доступа к приборам наблюдения – телескопам, цифровым камерам и органам управлениями ими.
В рамках настоящего проекта предлагается создать, апробировать и внедрить в образовательный и популяризационный процесс авторскую распределенную систему удалённых наблюдений Uniscope, которая позволит всем желающим проводить астрономические наблюдения с использованием оборудования, расположенного на произвольном удалении от пользователя. Это даст возможность наиболее полно применять возможности современных информационных технологий для обеспечения бесперебойного доступа к астрономическим наблюдениям вне зависимости от местного времени, погоды, географических координат и условий видимости небесных объектов. Такая возможность будет полезна для образовательной практики как в рамках дисциплины «Астрономия» общеобразовательного цикла, так и в условиях получения дополнительного, специального или высшего образования, в том числе с использованием проектных методов обучения. Создание такой системы даст беспрецедентные возможности отечественным астрономам-любителям заниматься популяризационной, просветительской и научной деятельностью, в полной мере используя потенциал наглядности астрономических наблюдений вне зависимости от упомянутых выше ограничений.
С этой целью в рамках настоящего проекта предлагается создать комплекс специализированного программного обеспечения, клиентские и серверные решения к нему, а также необходимые технические и методические указания, позволяющие организовывать удалённые астрономические наблюдения с помощью обычного компьютера с доступом в сеть Интернет. Это позволит связать воедино владельцев астрономического оборудования и потенциальных дистанционных пользователей, в первую очередь, из числа учащихся, преподавателей и сотрудников организаций общего и дополнительного образования. Предусмотрены все необходимые технические инструменты для осуществления полноценных наблюдений, включая возможности наведения оптической системы на произвольные участки небесной сферы, автоматического позиционирования, фотографирования и обработки полученных изображений. Таким образом, предлагаемая система будет полностью закрывать потребности целевой аудитории в инструментах дистанционных наблюдений.

Цель

1. Создание распределенной системы удаленных астрономических наблюдений Uniscope для вовлечения в сетевое взаимодействие школьников 7-11 классов, преподавателей естественно-научных дисциплин и астрономов-любителей. Использование сетевого взаимодействия людей для образовательной и популяризационной деятельности, проектного обучения и поиска новых космических объектов (астероидов, комет, новых и сверхновых звезд).

Задачи

1. Разработка, тестирование и апробация локального прототипа, версии программы, работающей с астрономическим оборудованием непосредственно, без удаленного доступа пользователей.
2. Подключение пользователей и владельцев астрономического оборудования к системе.
3. Внедрение системы в образовательный процесс в организациях-партнёрах, включая проектную подготовку школьников.

Обоснование социальной значимости

Наблюдательная астрономия – важный раздел современного образования, науки и просвещения. Важность астрономии для формирования целостной научной картины мира у детей и подростков подтверждается федеральным государственным образовательном стандартом (ФГОС) и обязательным изучением дисциплины “Астрономия” в общеобразовательных школах в 10-ых классах. Однако практическое изучение астрономии как школьной дисциплины затруднено рядом целым факторов. Во-первых, практические астрономические наблюдения обусловлены географическими, климатическими и погодными условиями. Они дополнительно осложняются организационными проблемами – антропогенное световое загрязнение мешает наблюдениям в черте города, а выезд несовершеннолетних учеников за черту города в вечернее и ночное время требует сопровождения родителей или опекунов. Во-вторых, астрономическое оборудование достаточно дорогостоящее, а полный комплекс необходимого оборудования для проведения наблюдений состоит из большой номенклатуры приборов, включая собственно наблюдательное оборудование (телескопы, зрительные трубы и бинокли), монтировки для его установки, цифровые камеры и электронные средства управления. Это делает приобретение комплектов астрономического оборудования чрезмерно дорогостоящим и нецелесообразным в случае школ малых населённых пунктов, в особенности сельских. В-третьих, специфическое программное обеспечение для астрономического и оптического оборудования зачастую предполагает полупрофессиональный характер его использования. Интерфейсы и технологии использования оборудования перенасыщены специфическими функциями и возможностями, не только ненужными рядовому пользователю, но и существенно затрудняющими повседневное использование оборудования в образовательных целях. В настоящее время эти факторы усугубляются внешнеполитическим давлением недружественных по отношению к Российской Федерации стран. Возникают риски прекращения поставок и отзывов лицензий на программное обеспечение иностранного производства, в том числе использующегося для управления астрономическими наблюдательными приборами.
Во многом аналогичные проблемы возникают у астрономов-любителей, чья деятельность не только представляет общественный и просветительский интерес, но и имеет несомненную научную ценность. Наблюдения в любительские телескопы являются основным способом отыскания малых объектов Солнечной системы (астероидов и комет), эта работа координируется на международном уровне Центром малых планет и Международным астрономическим союзом. Кроме того, наблюдательная астрономия обладает уникальным сочетанием наглядности результатов и несомненной научной ценности, что делает её важным инструментом просвещения и привлечения внимания к науке у широких слоёв населения. Научно-популярные мероприятия, основанные на публичных астрономических наблюдениях, опыт участия в которых есть у коллектива проекта, неизменно пользуются популярностью у населения, в особенности у детей и молодёжи.
Возможным способом решения части указанных проблем, предлагаемом в рамках настоящего проекта, является разработка и внедрение комплекса дистанционного управления астрономическим и оптическим оборудованием собственной разработки, который обеспечит независимый доступ к системам наблюдения и управления из любой точки мира посредством сети Интернет. Появление дистанционных точек наблюдения позволит во многом отвязать процесс наблюдения от конкретных географических, климатических и погодных условий, а сдвиг точки наблюдения по часовым поясам даст возможность проводить ночные наблюдения в произвольное время суток.

География проекта

Настоящий проект ориентирован на апробирование и внедрение предлагаемых решений для дистанционных наблюдений в рамках одного региона – Калининградской области. За счёт использования универсальных алгоритмов обмена данными, его дальнейшее масштабирование не представляет технических сложностей. Реализация удалённых наблюдений и их внедрение в реальный образовательный процесс запланирована на базе образовательных организаций-парнётров проекта, включая школы малых населённых пунктов.

Целевые группы

1. Школьники 7-11 классов, заинтересованные в изучении естественно-научных дисциплин.
2. Астрономы-любители и представители организаций (школ, учреждений дополнительного образования и вузов), имеющих астрономическое оборудование.
3. Преподаватели по физике, астрономии и математике, ориентированные на использование проектного обучения по своим дисциплинам.