Astrobotanik Eğitiminde STEM Uygulamaları

Son zamanlarda sıkça duyduğumuz STEM (Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik); fen bilimleri, matematik şeklinde dersleri ezber sisteminden çıkarıp, bilgilerin reel yaşamda uygulanabilirliği ve mesele çözme metotlarının geliştirilmesiyle beraber merak, inceleme ve yaratıcılık özelliklerinin de öne çıkartılmasını hedef alır.

Devletimizde de birtakım lise ve ortaokullarda STEM müfredatları yürütülmekte. Birçok ülkede astrobotanik eğitimini ilköğretim seviyesindeki öğrencilere vermek için ISSET, DreamUp, Magnitude.io ve MarsFarm şeklinde kuruluşların katkılarıyla hazırlanan müfredat programları ile sınıflarda online deneyler üstünden eğitimler yürütülüyor. Bu yazımızda yürütülen deneyleri ve kuruluşlar ile alakalı muhtelif detayları sizler için derledik.

Kısaltmalar; En az Viable Product (MVP), Science Technology Engineering Arts Mathematics (STEAM), International Space School Educational Trust (ISSET), New Generation Science Standards (NGSS), Center for the Advenciment of Science In Space (CASIS), Commercial Resupply Services (CRS), Florida (FL), Virginia (VA), California (CA).

Astrobotanik Sınıfı

Japonya’da Suito Kokusai okullarında Gil Cauthorn’un katkılarıyla astrobotanik müfredatı uygulamaya geçiriliyor. Müfredat, kapsamında nebat büyümesi, gelişimi şeklinde temel botanik temellerinin yanında bitkinin feza ortamında yetiştirilmesi için lüzumlu ortam koşullarına ilişik muhtelif temel detayları içermektedir.

MARSfarm

MARSfarm, öğretmenlerin STEM ile öğrencilerin katılımını arttırmasına destek olacak tahsil çözümleri sunar. Derin feza araştırmaları için en müsait mahsulleri tayin hikayesinde uzun vadeli bir vizyonla talebe kitlesi, yeni nesil mesele çözücü olarak yetişirken, nebat fizyolojisinden bilgisayar bilimine kadar her şeyi tatbiki olarak öğrenme imkanı elde eder.

MARSfarm bünyesindeki eğitmenlerin katkılarıyla, Aleni Kaynaklı Besin Bilgisayarı (MVP) ismini verdikleri sıklıkla öğrencilerin meydana getirdiği bir nebat büyütme ünitesi geliştirilmiştir. Site yöneticilerinden Drew Dubis ve kadrosu, bu ve bunun şeklinde emek harcamaları meydana getiren öğrencilerle iletişime geçerek emek verme detaylarıyla alakalı destek veya önerilere daima aleni olduklarını da belirtiyorlar. Aşağıda MVP yapılışına ilişik bir video verilmiştir.

Tomatosphere

Tohum Vakfı ve Internasyonal Feza İstasyonu Milli Laboratuvarının katkılarıyla yürütülen Tomatosphere, ISS’e domates tohumu göndererek, tohumların sınıflarda meydana getirilen deneylerde kullanılması suretiyle Dünya’ya geri getirilmiş olduğu bir organizasyondur. Tomatosphere’in 2001’de başlamasından bu yana 3.3 milyondan fazla talebe bu organizasyona iştirak etmiştir. Her sene 24.000’den fazla sınıf katılmaya devam ediyor.

Her sınıfta biri ISS’e gönderilmiş, öteki dünyada kalan “denetim” tohumlarına haiz iki paket domates tohumu gönderilir. Çevrimiçi kaynaklar tarafınca yönlendirilen eğitimci, sınıfın iki tohum grubunun çimlenme oranlarını karşılaştırmak için bir plan yapmasına ve gözlem yapmasına destek verir. Deneyde eğitimciler ve öğrenciler, gözlem neticelerini Tomatosphere’e sunmadan ilkin hangi tohum gruplarının uzaydan geldiğini bilmezler.

Program kısa sürede, gözlem süresince tohumları çevreleyen ısı, tazyik ve nemi izledikleri sensörleri içeren yeni bir hiyerarşi kaydetti. Yeni müfredat malzemeleri, öğretmenlerin ve öğrencilerin sensör verileriyle çalışmak için hesaplama becerilerini kullanmalarına destek olacak. ISS’de çimlenme ve domates yetiştirme mevzusundaki gelecekteki girişimler, Tomatosphere deneyimini daha da artıracak.

Öğrenciler feza ortamının nebat büyümesi üstündeki etkilerini araştırırken, eğitimciler de astronotların gereksinimlerini uzun vadeli feza görevlerinde karşılamanın zorluklarını ve Mars’ta gelecekteki bir misyonun besin için nebat yetiştirmeye iyi mi dayanabileceğini tartışmak için fırsatlar bulacaklar.

ExoLab

Sınıfları ve ISS’i, mikro yerçekiminin canlılar üstündeki etkilerinin araştırılmış olduğu bir platformda bir araya getirir. ExoLab, Yeni Nesil Bilim Standartları (NGSS)’na dayalı olarak 6.- 8. sınıflar için ders dizisi ile tasarlanmıştır. ISS, akademi ve sanayi için gelişmiş mikro yerçekimi araştırmalarına ev sahipliği yapmaktadır.

ABD Birleşik Devletleri’ndeki okul yerleri ve Uzayda Bilimi Geliştirme Merkezi (CASIS) ile beraber çalışan Magnitude.io, biri olan bilim standartlarıyla eşleştirilen nefes kesecek bir ekzoloji deneyimi sunarken, uzaydaki deneylere ulaşma maliyetini de mühim seviyede azaltır. Deneyler ISS’de ikmal görevlerine müsait olarak başlatılır.

Bu, sınıftaki denemenin ISS deneyi ile ne süre koordineli olarak başlayacağına dair seçenekler vererek, yılda çoklu deneylere izin verir. Öğrenciler, mikro yerçekiminin genel hatlarıyla canlıların büyümesine tesiri de dahil olmak suretiyle çevresel koşullar arasındaki ilişkileri sorgularlar.

Magnitude.io Mikro Yerçekiminde Mikro Yeşilliklerin Büyümesi Deneyi (SpaceX, Cape Canaveral, FL, CRS-16)

Mikro yerçekimi modüler gelişme odalarında, dört değişik microgreens’in yeşerme morfolojisi ve fizyolojisi incelenmiş olduğu bu deneyde; tohumlar, başarı göstermiş karasal aydınlatmayı simüle eden gündüz ve gece tenvir döngüleri sağlamak için otomatik gelişme tenvir koşullarına maruz bırakıldı. Görüntüleme ve sayısız etraf sensörü, ISS’deki nebat büyümesinin aşamalı değerlendirmesini sağlarken, kıyaslama için çoklu karasal denetim deneyleri yapılmıştır.

Microgreens Gelişme deneyleri uzun vadeli feza uçuşlarında yemek, oksijen ve öteki hayat şartlarının hizmetinde nebat yetiştirme anlayışına katkıda bulunmuştur. Bu gözlem hem de nefes kesecek koşullarda yetiştirilen bitkiler ile alakalı da informasyon verir. Ekin bilimini, temel biyolojiyi ve hayattaki bahçe uygulamaları ile alakalı informasyon verebilir.

Mikro yerçekiminde Arabidopsis thaliana’nın Hayat Döngüsünün Araştırılması (SpaceX, Cape Canaveral, FL, CRS-14 )

Magnitude.IO’nun (Berkeley, CA) yönettiği bir tahsil girişimi olan bu projede, Arabidopsis thaliana’nın değişik gelişme aşamalarını (bilhassa nebat çimlenmesini ve erken gelişme aşamaları) incelenirken, mikro yerçekimi ortamından iyi mi etkilendiği araştırılmıştır.

Bir sonraki deneyde Rhizobium Legumin bitkisi kullanılacak ve bunun için 25 temmuz perşembe 2019’da CRS-18 gönderilmiştir. Siz de okulunuzda ExoLab gözlem kitini edinmek istiyorsanız tıklayınız. Magnitude.io platformuna katılan öğrencilerin gözlem neticelerini kullanarak yazdıkları proje sergi sunumunun detaylarına buradan ulaşabilirsiniz.

ISSET 

Internasyonal Feza Okulu Tahsil İnancı (ISSET) 1998 senesinde kurulan ve her yaştan insana benzersiz öğrenme fırsatları taktim etmek için dünyanın biri olan feza organizasyonlarıyla müşterek çalışan tescilli bir Birleşik Krallık yardım kuruluşudur. Programların her biri, internasyonal bir bulgu gezisinde ya da denemenizi uzaya gönderebileceğiniz eşi olmayan Vazife Bulgu Feza Kampı ile benzersiz imkanlar sunmaktadır. Değişik havacılık kuruluşları ile yakın emek verme ilişkileri yardımıyla ISSET; astronotlar, füze bilimcileri ve önder profesyonellerle en üst düzeyde takım oluşturmanıza imkan tanır.

Bugüne dek ISS’e gönderilen gözlem kitleri;

CRS-16 Çoklu Gözlem STEM Tahsil Modülü 4

SpaceX tarafınca Cape Canaveral’dan gönderilen bu eğitici çoklu kontrol kiti, dört öğrencinin tasarladığı deneyleri yer ediniyor: Biri aleovera’nın antifungal özelliklerini içeren bir gözlem. Bu gözlem, Aloevera’nın mikro yerçekimi ortamında bir antifungal olarak etkinliğini yayınlayan temel ölçümleri oluşturmaya odaklanmıştır. Bir bisced petri tabağı kullanılarak, mantar Candida Albicans, hem maya malt ağarı (denetim olarak) bununla birlikte aleovera’nın varlığından izole edilir. Bu biçimde, özün Candida büyümesi üstündeki tesiri daha rahat tespit edilebilir.

Orbital ATK, OA-9, WALLOPS, VA, Çoklu Gözlem Modülü

Bir mikro yerçekimi ortamında gerçekleştirilecek ve değerlendirilecek bir takım tahsil deneyidir. Öğrenciler feza ortamının hem hayat bununla birlikte fizik bilimleri deneyleri üstündeki etkilerini araştırdılar. ISSET Multi-Experimental Modülü üç bağımsız gözlem içermektedir. Bunlardan biri Hidroprimingin Fesleğen Büyümesi Üstündeki Tesiri deneyi, fırlatmadan ilkin hidroprimize edilmiş olan ve bulunmayan mikrobasil tohumlarının gelişme oranlarının araştırılması hedeflenmiştir.

DreamUp

Öğretmenlere, yarının mesele çözücülerini yetiştirmek için eşi olmayan STEM deneyimi edinmeleri için fırsatlar sunar. Öğrencilerin, muhtelif etkinliklerle artık STEM’i fazlaca zor olarak algılamasına gerek yok. Tatbiki deneyimler ile öğrencilere bilim ve teknolojiden daha fazlasını öğretir. Programlar; haberleşme, mesele çözme, eleştirel düşünme, yaratıcılık ve veri analizinde her seviyedeki öğrenciler için coşku verici ve entresan bir halde beceriler geliştirir. Şimdiye kadar binlerce öğretmen ve öğrencinin iştirakı ile 375’den fazla talebe proje yükünü uzaya taşıdılar. Lise veya ortaokul talebesi isen sıradaki neden sen olmayasın? Program; biyoloji ve biyoteknoloji, yer ve feza bilimleri, insan sağlığı, fizyolojik bilimler ve teknoloji olmak suretiyle 5 ayrı kategoriden başvurulara açıktır. Lakewood lisesi öğrecileri tarafınca meydana getirilen, Hydrofuge bitki büyütme sistemi; mikro yerçekimi tesiri altındaki nebat köklerindeki suyun topaklanmaması için geliştirdikleri santrifüj konseptinin bilgileri için tıklayınız.

Duchesne Mukaddes Kalp Akademisi’nin yürüttüğü “mikro yerçekiminde alg üretimi” projesinde değişik dalgaboyunda üretilen alglerin verim analizi yapılmıştır. Ravensburg, Almanya Edith Stein Tarım Lisesi tarafınca meydana gelen uzayda ziraat projesinde nebat çeliklerinin feza ortamında kök ve yaprak gelişimlerini araştırdılar. Bu şeklinde etkinlikler haricinde öğrenciler eşzamanlı olarak dünyada nebat yetiştirirken, Internasyonal Feza İstasyonunda astronotların yetiştirdiği bitkilerle karşılaştırabilecekleri bir ortamda sağlıyor. Feza çiftçiliği gözlem kiti, BASF ile müşterek geliştirilen Space Farmer DreamKit, ISS’e 2019 yaz nihayetinde gönderilecektir.

Galaksinin Koruyucuları Feza İstasyonu Yarışması

Galaksinin Koruyucuları Uzay İstasyonu yarışması Marvel ve ISS sponsorluğunda organize edildi. Organizasyona 13-18 yaş aralığındaki öğrencilerin groot ve füze ekibi olmak suretiyle iki ayrı gruptan feza ortamında gerçekleştirilmek suretiyle gözlem önermeleri istendi. Groot ekibi olarak Lakewood lisesinden katılan Microgravity’deki Aeroponic Farming projesi seçilerek Space Tango tarafınca uzaya gönderilmiştir. Gözlem için tasarlanan düzenekte 2 değişik gaye güdülmüştür;

1. Suyun, kaynağından çıkarılmasından daha sonra davranışını ve ondan sonra iyi mi hareket ettiğini gözlemlemek.
2. Misal bitkinin aeroponik sistem kullanarak iyi mi büyüdüğünü gözlemlemektir.

Mikrogravite içerisinde ufak ölçekli aeroponik sistemler kullanmanın fizibilitesini incelemek için, bu gözlem ultrasonik sisleyici üniteli bir odada gerçekleştirildi. Sis, mikro yeşil tohum içeren malzemeye püskürtülür ve çimlenme ve gelişme gözlemlenir. Toplanan inceleme verileri ISS’de gelecekteki nebat gelişme emek harcamaları için faydalı bir model sağlamaktadır.

Besin üretimi uzun zamandır geçindiren feza misyonları için kaygı verici olmuştur. Bu inceleme, en aza indirilmiş maliyet ve verimi en üst düzeye çıkarmak için büyük laflar veren coşku verici bir seçenek sunuyor. Ufak ölçekli otomatik aeroponikler, mikro yerçekiminde araştırmaya yönelik ilk adımı temsil ediyor. Mikro yerçekimindeki aeroponik alışkanlık, Dünya’daki aeroponik sistemleri iyileştirmek için benzersiz bilgiler sağlayabilir.

Geleceğin bilim adamları, bu günden itibaren sorgulayan, gözlemleyen ve araştıranlar olacaktır. Bu nesili yetiştirmek için de STEM, şekillerinin dünya genelinde yaygınlaşmasının getirmiş olduğu avantaj yardımıyla küreselleşen tahsil modelini destekliyor. Bilim, rasyoneldir. Şahsi ilişkilere ve politik görüşlere yer yoktur.

Yazar: Fatma Betül Özdemir
Editör: Kemal Cihat Toprakçı

Bibliyografya:
• MARSfarm (https://marsfarm.io/)
• Tomatosphere (http://tomatosphere.letstalkscience.ca/)
• Marvel Guardians of the Galaxy Space Station Challenge (https://www.spacestationexplorers.org/marvel/)
• January 2018, The ISS National Lab and Marvel Entertainment Unveil Guardions of the Galaxy space station challenge (https://www.iss-casis.org/press-releases/casis-and-marvel-entertainment-unveil-guardians-of-the-galaxy-space-station-challenge/)
• The International Space School Educational Trust (https://isset.org/mission_discovery/)
• SpaceX, Cape Canaveral, FL, CRS-16 (https://spacetango.com/whats-flying-a-look-at-space-tango-crs-16-payloads/)
• SpaceX, Cape Canaveral, FL, CRS-14 (https://spacetango.com/whats-flying-a-look-at-space-tango-crs-14-payloads/)
• Orbital ATK, OA-9, WALLOPS, VA (https://spacetango.com/space-tango-provides-updates-from-oa-9-mission/)
• DreamUp (https://www.dreamup.org/)
• Magnitude.io (https://magnitude.io/product/exolab-on-iss/)
• Mikro yerçekiminde alg üretimi (https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=1585)
• Uzayda Ziraat (http://www.foodtime.com.tr/haberler/uzayda-tarimin-onu-aciliyor-h53.html)