Komety warsztaty

Zespół Dynamiki
Układu Słonecznego
i Planetologii

Warsztaty kometarne I

Rzeźbienie i malowanie komety

Propozycja jak przygotować warsztaty albo blok zajęć o kometach w przedszkolu czy pierwszych klasach szkoły podstawowej

Model jądra kometarnego i MUPUS

Zdjęcie: Zenona Sawicka, 2014, CBK PAN

Idea tego typu warsztatów powstawała stopniowo. Ponieważ w sierpniu 2014 sonda Rosetta, po dziesięcioletniej podróży kosmicznej, miała się zbliżyć do komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko to postanowiliśmy przygotować metrowych rozmiarów model jądra tej komety do naszego namiotu na Pikniku Naukowym. Dla Centrum Badań Kosmicznych był to rok spod ,,znaku komety'', gdyż
na lądowniku znajdował się MUPUS, urządzenie, które zostało skonstruowane w CBK i miało wbić się w grunt kometarny, by go zbadać,

badacze z CBK byli bezpośrednio zaangażowani w cztery eksperymenty działające w ramach misji.
Piknik odbył się maju 2014 na Stadionie Narodowym. Wykonany przez nas model wyglądał na tyle atrakcyjnie, że nie wszyscy zdawali sobie sprawę, z czego został wykonany, a nawet niektórzy pytali, gdzie został znaleziony... Na pierwszy rzut oka przypominał duży głaz. I to był zamierzony efekt!

Komety to małe, nieregularne ciała naszego Układu Słonecznego o typowych rozmiarach kilku kilometrów. Krążą wokół Słońca po zwykle wyraźnie wydłużonych orbitach. Zbudowane są głównie z lodów, przede wszystkim zamrożonego lodu wodnego (ocenia się, że nawet do 50%), ale i zestalonego tlenku czy dwutlenku węgla. Zawierają także duże domieszki innych, bardziej lub mniej złożonych związków, np. metan czy amoniak, a także związki krzemianów i metali. Dlatego mówimy, że są konglomeratem lodów, a bardziej popularnie, że przypominają bardzo brudne kule śniegowe. Ponieważ zwykle ich powierzchnie są pokryte ciemnym pyłem, dlatego jądra kometarne słabo odbijają promienie słoneczne. Toteż, gdy są daleko od Słońca, są mało aktywne i niepozorne. Jednakże, gdy zaczynają się zbliżać do Słońca rozpoczyna się sublimacja lodów znajdujących się w warstwach powierzchniowych jądra komety (pod wpływem coraz intensywniejszego promieniowania słonecznego). W efekcie rozwijają się długie, efektowne warkocze kometarne, które potrafią być tak duże, że mogą pokrywać nawet całe niebo (jak w przypadku niedawno widocznej C/2006 P1 McNaught). Dlatego opowiadając o kometach należy podkreślić, że kojarzony nierozerwalnie z kometami świecący na niebie warkocz, czy też warkocze, biorą się z aktywności zachodzącej w niepozornych rozmiarów jądrze kometarnym, które jest głęboko wówczas ukryte w świecącej głowie komety, z której warkocze się rozwijają. Więcej tutaj

Wiele osób pytało, skąd mamy ten głaz. To pozwalało wyjaśniać różnice pomiędzy planetoidami a kometami, oraz rozpocząć opowieść o naturze komet. Spore zainteresowanie uczestników Pikniku naszym modelem kometarnym w naturalny sposób skierowało nas na trop idei warsztatów dla dzieci... Jeśli my sami nieźle bawiliśmy się sklejając bloki styropianu w bryłę, potem ją rzeźbiąc by przypominała prawdziwe jądro, i wreszcie go pokrywając sprejem, to i dzieciaki może się będą dobrze bawić, a przy okazji usłyszą coś o kometach i misji Rosetta.

Warsztaty odbyły się we wrześniu 2014. Ponieważ miały odbyć się jednego dnia to wcześniej przygotowaliśmy z grubsza ociosany model jądra kometarnego. By było bezpieczniej, sprej zamieniliśmy na farby... i warsztaty się nam udały (zdjęcia z Festiwalu Nauki).


Blok styropianowy już wysechł po sklejeniu. Rozpoczynamy rzeźbienie kształtu (etap 2). Piknik Naukowy 2014.	Uzyskaliśmy zaplanowany kształt komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko (koniec etapu 2). Piknik Naukowy 2014.	Malowanie komety sprejem (etap 3) przez pracowników CBK. Eksponat przygotowywany na Piknik Naukowy 2014.	Malowanie komety farbami (etap 3) wykonane przez dzieci uczestniczące w warsztatach w CBK, Festiwal Nauki, 2014. Bezpieczniejsze, bardziej brudzące co często oznacza lepszą zabawę...
Trzy pierwsze obrazki: Model komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko, który wykonywaliśmy na Piknik Naukowy powstał przed zbliżeniem się sondy Rosetta do komety. Dlatego jej kształt nie był dobrze znany i powszechnie sądzono, że był podobny do tego co wyrzeźbiliśmy. Na ostatnim obrazku dzieci robią model nawiązujący do tego, co w sierpniu zobaczyły kamery OSIRIS umieszczone na pokładzie Rosetty. Wyraźnie widać, że kształt okazał się całkiem odmienny – kometa 67P zaskoczyła wszystkich swoim wyglądem! Zdjęcia: Zenona Sawicka, 2014, CBK PAN

Proponowany plan warsztatów

Wprowadzenie
Krótka opowieść o kometach podczas której dzieci słuchają (np. siedząc przy wspólnym stole). Ta część nie powinna być dłuższa niż 15 minut. Warto tu mieć jakąś planszę, albo obrazki, które uatrakcyjnią nasze wyjaśnienia. Toteż wcześniej przygotowujemy kilka zdjęć jąder kometarnych (przykład 1, przykład 2, oraz przykład 3, przykład 4 przykład 5 – porównanie rozmiarów komety z tym co mamy na Ziemi), dobre zdjęcie komety z warkoczami (przykład 6, przykład 7, i wiele innych w galerii NASA) oraz obrazek pokazujący rozpad komety, by uzmysłowić, że komety są kruchymi bryłami (przykład 8, przykład 9).

Pierwszy etap
Potrzebne materiały: duża płachta malarska (lepiej wybrać taką grubszą), na której będzie się odbywać proces tworzenia modelu styropianowego komety, 2 paczki najtańszego styropianu (ok. 1,4 m² każda, takiego jak do ocieplanie domu, zwykle w paczce jest kilka płyt), klej do sklejania styropianu (jeden kubełek powyżej 2 kg powinien wystarczyć), kilka szpachli do kleju (mają rowki, by warstwa kleju nie tworzyła gładkiej powierzchni), jeśli mamy zwykłe szpachle, to po wysmarowaniu klejem powierzchni styropianu, tworzymy kantem szpachli rowki w świeżo położonej warstwie kleju.

Sklejamy styropianowe warstwy tak by potem mieć jak najmniej rzeźbienia – warto zrobić tak by kształt sklejonej bryły był podobny do efektu końcowego. Jeśli chcemy wykonać dość kulistą kometę, styropian sklejamy tak by przypominał sześcian ze ściętymi wierzchołkami. Tu warto też by same dzieciaki od początku zaplanowały kształt jaki chcą osiągnąć. Należy pamiętać, by dzieci były ,,w ubraniach roboczych'', albo miały fartuchy, np. jednorazowe.

Zostawiamy sklejoną bryłę na co najmniej jedną dobę by wyschła (najlepiej poczekać dwa/trzy dni).

Ten etap można wyłączyć z warsztatów i warsztaty zacząć od etapu drugiego. Wówczas kilka dni wcześniej sami przygotowujemy surowy blok styropianu, który dzieciaki będą potem rzeźbić.

Drugi etap
Potrzebne materiały: Coś do skrobania styropianu dla każdego uczestnika (duże łyżki są i bezpieczne i skuteczne), kilka zdjęć prawdziwych powierzchni kometarnych (np. przykład 1a, przykład 2a).

Rozkładamy płachtę, na której umieszczamy przygotowany wcześniej surowy blok styropianu.

Jądra komet mają niezmiernie urozmaicone powierzchnie, potrafią być pokryte najróżniejszymi rowami i kraterami, a jednocześnie miejscami bardzo gładkimi. Jeszcze raz omawiamy wygląd powierzchni komet i rozpoczynamy ,,rzeźbienie komety''.

Kulki styropianowe, które się wspaniale elektryzują mamy szybko wszędzie podczas rzeźbienia komety – można skorzystać z okazji i wyjaśnić jak to się dzieje, że tak trudno się ich pozbyć, np. z włosów czy ubrania.

Gdy już malowanie zostało skończone, uczestnicy pomagają sprzątać resztki styropianu, by przygotować stanowisko do malowania (etap trzeci).

Robimy dłuższą przerwę.

Trzeci etap
Potrzebne materiały: Pędzle (duże, najlepiej płaskie) do malowania dla każdego uczestnika, farby plakatowe w butelkach (są bardzo wydajne, gdyż można i należy je potem rozcieńczyć dolewając do przygotowanej porcji farby co najmniej tyle samo wody), potrzebne będą trzy kolory: biały (2 butelki 500 ml), czarny (1 butelka) i żółty/beżowy (niewiele); 5-6 miseczek do przygotowania farby. Oprócz miseczek z rozcieńczoną białą i czarną farbą, przygotowujemy dwa odcienie szarości (dodając do białej farby stopniowo małe ilości czarnej farby, tak by uzyskać odcień jasnoszary i szary i potem rozcieńczając wodą) oraz dodając do białej farby bardzo małą ilość farby żółtej/beżowej by uzyskać odcień kremowy (również rozcieńczamy wodą).

Uczestnicy malują bryłę ,,komety'' zgodnie z upodobaniem, jednakże rozpoczynając od barw jasnych a dopiero na koniec dodając akcenty ciemniejsze i czarne. Można spróbować przekonać młodych artystów, by czarne obszary na komecie oznaczały obszary nie tylko przykryte ciemnym pyłem, ale znajdujące się w cieniu (patrz czwarte zdjęcie powyżej, pomalowanej przez dzieci, komety). Jeśli to spotka się z zainteresowaniem, przyjąć jakiś konkretny kierunek padania promieni słonecznych i odpowiednio mocno przyciemniać miejsca na komecie, na przykład wydrążone kratery.

Małgorzata Królikowska-Sołtan, Centrum Badań Kosmicznych PAN


W sierpniu 2014 sonda Rosetta zbliżyła się do celu swej podróży – komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko i rozpoczęła badania tego fascynującego obiektu. Kometa okazała się całkiem innego kształtu niż przypuszczano wcześniej.

Zespół Dynamiki Układu Słonecznego i Planetologii , 2015.