Smartnet” Описание на проекта и научната програма



страница1/3
Дата24.07.2016
Размер468.43 Kb.
  1   2   3



Създаване на мрежа от малки, дистанционно управляеми и роботизирани астрономически телескопи в България „SMARTNET”



Описание на проекта и научната програма

1. Състояние на научните изследвания в България в съответното тематично направление (до 1 страница)

Развитието на българската астрономия започва в последното десетилетие на 19 в. в Софийския университет. Тогава е построeна и първата обсерватория в Борисовата градина, която и до днес е място за практическо обучение на студентите по астрономия, място за наблюдения на ученици-кръжочници и седалище на Съюза на астрономите в България.

Около 80 години по-късно в сърцето на Родопите започва строителството на Националната астр­ономическа обсерватория, което съвпада с изпращането на двата американски космически апарата Вояджър, носещи на борда си златна грамофонна плоча с родопската народна песен “Излел е Делю войвода” в изпълнение на Валя Балканска. Изпълнили успешно своята мисия за изследване на планетите-гиганти, Вояджърите се реят вече почти 2 десетилетия в междузвездното пространство, носейки кодирана информация за нашата цивилизация и магическите звуци от сърцето на Родопа планина, в която на височина 1750 м извисява снага Нацио­налната астрономическа обсерватория – Рожен (НАО–Рожен).

С откриването на НАО–Рожен през 1981 г. започва качествено нов етап в развитието на българската астрономия. Със своите три телескопа (2-m телескоп Ричи-Кретиен-Куде, 50/70 см Шмидт-телескоп, 60-сm телескоп-Касегрен с електрофотометър) НАО-Рожен става най-големия астрономически наблюдателен комплекс в Югоизточна Европа.

От създаването си до днес НАО-Рожен е център на фундаментални астрономически изслед­вания с важни научни резултати, материализирани в над 1000 научни статии в реномирани международни списания, които имат над 5000 цитирания. Редица астрономи, професионално израснали в НАО-Рожен, в момента работят в престижни астрономически институции в чужбина. На базата на наблюдателни данни от НАО са защитени над 100 студентски дипломни работи и около 40 дисертации, 3 от които „големи”. Без НАО-Рожен не би имало небесни тела, открити от българи и наречени с български имена (Джон Атанасов, Климент Охридски, Багряна, Юхновски, Пловдив, Блага, Шумен и др.), не би имало и небесни тела, които чуждестранни астрономи нарекоха с имена на български астрономи (Владимир Шкодров и Виолета Иванова).

В последните години обаче телескопите и инфраструктурата на НАО-Рожен вече не могат да удовлетворят заявките за наблюдателно време на астрономическата колегия и докторантите по астрономия, заявките на университетите (Софийски, Пловдивски, Шуменски и Благоев­градски) за провеждане на учебни практики на студенти от специалностите астрономия и физика, както и заявките за провеждане на летни национални и международни астрономически школи за ученици.

Затова в навечерието на Международната година на астрономията 2009 българските астрономи имат нова и много отговорна задача – те са призвани да инициират Създаване на мрежа от малки, дистанционно управляеми и роботизирани астрономически телескопи в България. Тя ще даде възможност на учениците с интерес към астрономията да изпитат удовлетворението от получаването на собствени наблюдения и да станат съпричастни към научните открития, на докторантите – да се скъси значително срока за натрупване на наблюдателни данни за дисертациите им, а на професионалните астрономи – да насочат част от задачите си към наблюдения с телескопи от мрежата. От друга страна с реализирането на този проект ще се преодолее изоставането на България от световните тенденции в развитието на астрономията като наука и в обучението по астрономия. Длъжници сме на българските ученици, особено на тези от малките населени места, които имат интерес към астрономически наблюдения. Дистанционно управляемите телескопи ще дадат възможност на всеки ученик от произволно място, подготвил мотивирана заявка за наблюдателно време, седейки пред своя компютър, да следи on-line за получаването на своите данни.

В резултат се надяваме наградите за България от конкурсите на НАСА и Южната Европейска обсерватория (ESO) за ученици, както и от международните астрономически олимпиади, да се мултиплицират.

Друг важен мотив за този проект е, че създаването на мрежа от малки, дистанционно управляеми и роботизирани астрономически телескопи ще даде възможност на огромен брой български граждани да погледнат звездното небе през телескоп и по такъв начин България ще се включи достойно в инициативите на Международната година на астрономията 2009.

2. Актуалност на научната проблематика в България и Европа (до 1 страница)
Създаването на мрежа от малки, дистанционно управляеми и роботизирани астрономически телескопи в България е изключително актуално в навечерието на Международната година на астрономията.

Прокламирането на Международна година на астрономията, посветена на 4-вековния юбилей от първото наблюдение на небето с телескоп, направено от Галилей, бе предложено от Генералната асамблея на Международния Астрономически съюз през 2003 г., подкрепено от ЮНЕСКО през 2005 г. и официално утвърдено от ООН в края на 2007 г. Мисията на Международната година на астрономията 2009 е да маркира монументалния скок на науката напред след първото наблюдение на Галилей, да фокусира вниманието върху астрономията като глобално мирно научно усилие за намиране отговорите на някои от най-фундамен­талните въпроси пред човечеството и върху осъзнаването на факта, че научното познание допринася за по-справедливо и мирно общество.

Организатори на Международната година на астрономията са Международният астро­номически съюз, ЮНЕСКО, ООН, Европейският астрономически съюз, Европейската южна обсерватория, както и много регионални и локални астрономическите институции. В подготвяните глобални инициативи за Международната година на астрономията досега са се включили 90 държави, очаква се те да станат 140.

Глобалната цел на Международната година на астрономията е да даде шанс и възможност на всички хора на Земята да участват във вълнуващата научна и технологична революция, започната от Галилей, да почувстват вълнението от собственото си откритие чрез наблюдение с телескоп и да изпитат удовлетворение от полученото знание за Вселе­ната. Това ще помогне на хората да осъзнаят своето място във Вселената и да получат собствено усещане за нейната красота.

Основен акцент на Международната година на астрономията са младите хора. Чрез подобряване на формалното и неформалното обучение по астрономия в училищата и научните центрове, се цели да се осигури поглед към науката и работата на изследователите и по такъв начин да се стимулират младите хора за професионална реализация в областта на природните науки и технологиите. Планира се в течение на 2009 г. над 10 млн. души да видят небето през телескоп.

Създаването на мрежа от малки, дистанционно управляеми и роботизирани астрономически телескопи в България ще даде следните възможности:

а) Професионалните астрономи от нашата страна да се включат равностойно в планираните международни наблюдателни кампании на астрономически обекти, ще се извършват научни изследвания на астрономични обекти, които досега не са били сред приоритетите на българската астрономия поради ограничения в наблюдателното време на наличното оборудване;

б) Осигуряване широк достъп на ученици и студенти за провеждане на собствени наблюдения и анализ на наблюда­телни данни с цел извличане на информация за астрономическите обекти, ще се даде възможност за извършване на така привлекателните за младите хора открития на нови обекти (комети и астероиди, Свръхнови и Нови звезди), с което ще се постигне мотивиран и дълготраен интерес към астрономическите изследвания;

в) Докторантите по астрономия ще получават бързо необходимия им наблюдателен материал;

г) Десетки хиляди българи ще могат да проведат своето първо наблюдение с телескоп и да споделят емоцията, съпровождаща всяко астро­номическо наблюдение;

д) Ще се реализира активна и ползотворна връзка между професионални астрономи от университети и научни институти от една страна и учители и ученици от друга.

Понастоящем Софийският университет разполага с 14-инчов телескоп, а Народната обсерватория с планетариум–Варна – с 11-инчов телескоп, които ще бъдат включени в планираната мрежа, съгласно подписаното споразумение между партньорите. Но тези телескопи нямат необходимата приемна апаратура (CCD камери и спектрографи), за да може с тях успешно да се провеждат съвременни астрономически наблюдения.

Основната цел на исканото финансиране по проекта е да се закупят още два 14-инчови телескопа (с което мрежата ще разполата общо 4 телескопа) и необходимата приемна апартура за всички тях: 4 CCD камери; 2 спектрографа; 4 набора от широкоивични филтри UBVRI; 3 набора от тесноивични филтри На, SiII, OIIІ.



  1. Описание на университета – бенефициент (до 2 страници)

Шуменският университет “Епископ Константин Преславски” e държавно висше училище, което обучава по широк кръг от специалности в областта на хуманитарните, природните и обществените науки. Той е с многогодишна история, но трансформирането му в университет става с Решение на Народното събрание (ДВ бр.68/01.08.1995 г.). Шуменският университет има институционална акредитация (Удостоверение на НАОА № 24 от 16.01.2004 г.).

Образователните цели на Шуменския университет (ШУ) са:



  • подготовка на висококвалифицирани, широкопрофилни специалисти, адаптивни към обществените потребности чрез обучение във всички образователно-квалификационни степени на висшето образование.

  • създаване и разпространяване на академични знания в областта на хуманитарните, природните, обществените и техническите науки въз основа на най-добрите традиции и актуалните тенденции в българската и световната наука.

  • прилагане принципите на интегрираното и интердисциплинарно обучение и формиране на равноправни условия за обучение и успешна социална адаптация на лицата в неравностойно положение.

Предметът на дейност на Шуменския университет “Епископ Константин Прес­лав­ски” е:

  • подготовка на специалисти, бакалаври, магистри и доктори в хуманитарните, природните, педагогическите, техническите, социалните и стопанските науки;

  • научноизследователска и художествено-творческа дейност;

  • следдипломна специализация и квалификация на лица с различна степен на образование;

  • методическо ръководство и помощ на колежи и средни училища;

  • международно сътрудничество с висши училища, с научни и културни институции и организации;

  • информационна, издателска, експертно-консултантска дейност.

Шуменският университет отговаря на изискванията за висше училище от университетски тип. В него се обучават студенти по 37 специалности от бакалавърска степен на висшето образование. Наличието на широк спектър от специалности в областта на хуманитарните, природните, обществените и други науки, очертават благоприятна конюнктура за развитието на ШУ и за неговата устойчивост като институция в регион със сложна етническа и демографска ситуация.

Шуменският университет разполага със сграден фонд на територията на гр. Шу­мен, гр. Добрич (Колеж на ШУ) и гр. Вар­на (Департамент на ШУ).

Сградният фонд на територията на Шумен се състои от три учебни корпуса, студентски общежития и Студентски дом. Учебен корпус 1 (К1) и учебен корпус 3 (К3), както и районите около тях, са държавна собственост (квартал 234 "а" на градоустройствения план), а учебен корпус 2 (квартал "Ал. Стамболийски") е публична държавна собственост, пре­дос­та­вена на ШУ за безвъзмездно ползване и стопанисване.

Учебен корпус 1 (включващ централната сграда с Ректората) има застроена площ 3500 m2 и се състои от партер и пет етажа. Разполага с аула с 300 места, физкултурен салон и плувен басейн.

Учебен корпус 2 е със застроена площ 2500 m2. Състои се от тяло с 4 етажа и тяло с 3 етажа, които са свързани помежду си. Корпус 2 разполага с физкултурен салон, плувен басейн и фитнес-зала.

Учебен корпус 3 е със застроена площ 900 m2. Състои се от тяло с 5 етажа и приземен етаж. Корпусът разполага с учебни зали, учебни и научни лаборатории, кабинети на преподаватели. В този корпус се помещава и библиотеката.

До учебен корпус 3 са изградени комплекси "А" и "С", в които има 5 лекционни зали с общо 360 места.

На територията на Шумен университетът разполага общо с: 82 лекционни зали с 3329 места; 70 семинари зали с 1100 места; 66 лаборатории с 748 места; 79 кабинети за преподаватели.

Специфичните характеристики на Шуменския университет са следните:

1. Той е създаден в град, който има вековни традиции в образова­телното дело в България, т.е. Шуменският университет е Университет на традицията. Неговото място като учебно-научна институция в България се определя от: просветно-научните традиции на Плисковско-Преславската книжовна школа (ІХ-ХІ век); оформилото се през Възраждането активно културно-просветно средище; прерастването на това средище след Освобождението в автори­тетен център за подготовка на висококвалифицирани педагогически кадри, който под различни форми функционира без прекъсване и до днес.

2. Шуменският университет притежава общите характеристики на класически университет и благодарение на тях е член на Асоциацията на класическите университети в България, чиито членове са също Софийският университет “Св. К. Охридски”, Пловдивският университет “Паисий Хилендарски”, Великотърновският университет “Св. Св. Кирил и Методий” и Югозападният университет “Н. Рилски“, Благоевград.

3. Шуменският университет се утвърждава в българското и европейско образователно пространство като Университет на толерантността. В него се обучават студенти от различни етнически групи - от турски етнос, роми, бесарабски българи от Република Молдова и Украйна и др. Така ШУ на практика работи за успешното интегриране на различните етнически групи в българското общество.

4. Шуменският университет е член на Европейската асоциация на Университетите.

5. От 2003 г. Шуменският университет е сертифициран за качеството на обучение по международната система ИСО 2000.

Шуменският университет има национално и международно признание като третия център в България (след БАН и Софийския университет), където се развива научноизследователска и образо­вателна дейност по астрономия. Обучението по дисциплината астрономия на студенти от физически специалности в ШУ има 25-годишна традиция. От уч. 2004/05 г. в Шуменския университет е разкрита специалност Астрономия, бакалавърска степен. Обучението по тази специалност е обезпечено с необходимата материална база, с издадените учебници (Сферична астро­номия, История на астрономията, Обща астрофизика, Променливи звезди, Плазмена астрофизика) по астрономическите дисциплини и с академичния състав от астрономи на ШУ, в който влизат 1 професор, 1 доцент, 1 асистент, 2 докторанти. Освен това за обучението на студентите от специалност Астрономия се използват и хабилитирани преподаватели от Института по астрономия на БАН и от Катедрата по астрономия на Софийския университет. За високото качество на обучението на студентите от специалност Астрономия в ШУ говори фактът, че това е първата специалност в България, получила през 2007 г. програмна акредитация и в дистанционна форма на обучение (не само в редовна).

Астрономическият Център (АЦ) е създаден като структура на ШУ през 1997 г. по решение на Академическия съвет с две основни функции: а) обучение на студентите от ШУ, изучаващи дисциплината астрономия; б) популяризаторска дейност. За да може да се реализира успешно дейността на АЦ, през 1999 г. бе изградена астрономическа кула на покривната площадка на Корпус 3 на университета с 3-m купол. Новата придобивка даде възможност на шуменската общест­ве­ност да наблюдава с 15-сm телескоп пълното слънчево затъмнение на 11 август 1999 г.

Астроно­мическият център разполага с необходимото оборудване за практическо обучение по астрономия, с което Шуменският университет стана единственият след Софийския университет, който разполага с наблю­дателна астрономическа база за практическо обучение на студентите. Освен това на базата на договора за съвместна научно-изследователска и образователна дейност между Института по Астрономия на БАН и Шуменския университет, в НАО-Рожен се провеждат летни практики на студентите от специалност Астрономия с цел обучение за работа с професионални телескопи.

Материалната база на АЦ на ШУ се състои от: 2 работни кабинета с библиотека и 6 компютърни конфигурации; оборудвана зала за практи­чески упражнения по астрономия с 10 компютъра; астрономическа кула с 15-сm телескоп-рефлектор Менискас; площадка за наблюде­ния с 2 телескопа-рефрактори, 6.5-сm телескоп «Алкор», зрителна тръба и 6 секстанта.

Наблюдателната база на Астрономическия център на ШУ се използва и за провеждане на астрономически наблюдения на ученически групи и граждани. При всяко значимо астрономическо събитие (затъмнения, пасажи и др.) се организират наблюдения за обществеността и пресконференции за медиите.

Астрономическият център е една от атракциите на ШУ, който се посещава от официални гости на университета.



4. Описание на работната програма по проекта (до 20 страници)


    1. Новост на научната проблематика, съществуващи предходни изследвания

„Двуметровият RCC телескоп през 80-те години

на 20 в. е 14-инчов телескоп на бъдещето”



цитат-перифраза на John Huckra, CfA Harward, USA
Историята показва, че има доста важни и фундаментални открития, реализирани с малки телескопи. Те са абсолютно необходими за ключови проекти, тестване на оборудване, реализиране на екзотични идеи, обучение и изобщо за цялата астрономическа практика.

Създаването на дистанционно управляеми телескопи стана възможно след средата на 20 в. благодарение на развитието на информационните и комуникационните технологии. Те позволяват на астрономите да правят наблюдения, без да се намират непосредствено до телескопите, използвайки авто­матизирани системи. Дистанционно управляемият телескоп следва инструкциите на астроном (оператор), подадени от неговия компютър. Може да се смята, че такива са всички професионални телескопи (включително и тези в астрономическите обсерватории в България), както и последните поколения любителски телескопи.

Роботизираните телескопи са нещо сравнително ново в света на астрономията (Budding 1995). Това са системи от астрономически телескоп и детектор, които правят наблю­­дения без намеса на човека. Обикновено те се поставят на далечни планински върхове, където атмосферата е чиста, светлинното замърсяване е малко и добрите метеорологични условия позволяват наблюдения през около 300 нощи на годината. Роботизираните телескопи работят следвайки наблюдателно разписание, което се изпраща чрез Интернет от Центъра им за управление. През нощта роботизираният телескоп автоматично определя най-ефективния начин за получаване на наблюденията от планираното разписание. Ако атмосферните условия не са добри, компютърното управление на телескопа предприема подходящо действие и телескопът може да бъде затворен и/или наблюденията да се рестартират. Когато наблюдателната програма за нощта завърши, получените изображения се изпращат чрез Интернет до Центъра за управление, който ги разпределя към заявителите-астрономи.

Роботизираните телескопи осигуряват получаване на астрономически изображения от произволни места в света за различни клиенти: професионални астрономи и студенти, учители и ученици от горния курс на училищата; мрежа от други телескопи, образователни институции като планетариуми и училищни лаборатории.

Роботизираните телескопи отварят нови хоризонти. Тъй като те могат да получават данни автоматично, става възможно да се реализират проекти, изискващи много наблюдателно време, които в противен случай биха изисквали отромни човешки и финансови ресурси.

Автоматизираните функции за наблюдения включват: решение за отваряне и затваряне на купола; фокусиране; получаване на плоско поле; намиране на звездите в полето; построяване на криви на блясъка и др.



След 90-те години на 20 в. броят на роботизираните телескопи в света непрекъснато нараства, но в България няма такива.

Най-големият роботизиран телескоп е Ливърпулският (2-м). Той се намира на Канарските острови, т.е. на хиляди километри от Ливърпулския университет. Системата от два роботизирани 1.2 м MONET телескопи, монтирани в Тексас и Южна Африка, осигуряват достъп до наблюдение на цялото нощно небе. Роботизираният телескоп на Брадфорд, монтиран в Тенерифе, е на разположение на всеки ученик и учител, който иска да получи свое астрономическо изображение.

Hessman (2001) дава информация за 58 роботизирани телескопи (диаметър, задачи, адрес в Интернет) в САЩ, Япония, Чили, Испания, Индия, Австралия, Мексико, Италия, Тайван, Унгария, Наваите, ЮАР, Намибия, Франция, Корея и др.

Американският университет Сейнт Андрюс планира наскоро да пусне в действие глобална мрежа ROBONET от 6 роботизирани 2-м телескопа.

Голяма част от настоящите над 60 роботизирани телескопи в света са 14-инчови, т.е. от типа, с който разполага Софийският университет (но нероботизиран) и каквито планираме да закупим за Шуменския университет и за НАО-Рожен по настоящия проект.

Натрупаният досега опит показва, че роботизацията води до съществено повишаване ефективността на използване на наблюдателното време на телескопите и до значително намаляване на разходите за наблюдения. Роботизираните телескопи работят около 2 пъти по-бързо и по-ефективно от опитен астроном, използващ нормален телескоп.

Друга причина за създаването на роботизирани телескопи е необходимостта от осигуряване на по-широк и непосредствен достъп на хората до достиженията на съвременната наука, с цел мотивиране на обществото да прави инвестиции в тази фундаментална наука.

Роботизираните телескопи стават нещо обичайно в новото хилядолетие поради евтините “информационни магистрали”, които ще достигнат до всяко кътче на Земята. Държавите и регионите с добър астроклимат ще започнат да печелят от предоставянето на места за строителство на автоматизирани обсер­ватории. Използ­ването на роботизирани телескопи ще предизвика изменение на характера на наблюдателната астро­номия, превръ­щайки я в “кабинетна”.

Свързването на роботизираните телескопи в световна мрежа e важна задача от развитието на наблюдателната астрономия от последното десетилетие (Budding 1995, Crawford & Craine 1996, Fadavi et al. 2006). Такава мрежа позволява включване на огромни ресурси в провеждането на наблюдателни кампании на актуални астрономически събития или обекти, както и провеждането на синхронни наблюдения от космически апарати и наземни телескопи.

Създаването на световна мрежа от роботизирани телескопи е важна стъпка на астрономическата общност за глобализация на науката и обществото и осигуряване на равностоен достъп на хората до достиженията на нашата цивилизация. В този смисъл идеята на настоящия проект съответства на последните тенденции в развитието на науката, технологиите, обучението и на потребностите на обществото като цяло.

Ще наречем мрежата от малки, дистанционно управляеми и роботизирани астрономически телескопи в България SMARTNET (от SMAll Robotic Telescopes NETwork).

  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница