Studiebesök Onsala rymdobservatorium: lärarhandledning

Utforska universum och jorden på Onsala rymdobservatorium

Hos oss lär sig elever mer om rymden, om universum i stort, och om tekniken som gör det möjligt att studera och nyttja rymden.

Tekniken som används för att utforska rymden finns idag överallt omkring oss. Wifi, gps och blåtand är tre exempel på teknik i vardagen som har starka kopplingar till rymd och till astronomi. Därför blir det allt viktigare för alla att skaffa sig en grundläggande förståelse för rymdtekniken och hur vi kan påverka den.
På Chalmers arbetar vi med naturvetenskap, teknik och hållbarhet. På Onsala rymdobservatorium hjälper vi forskare som vill studera universum och jorden. Här vill vi även skapa närhet till rymden och till tekniken – framför allt våra stora teleskop – för våra besökare. 
Vi som jobbar här är fascinerade av universum och tekniken som vi får arbeta med. Vi vill dela med oss av det vi kan, och vi vill tillsammans med våra besökare möta framtidens upptäckter om rymden och universum med nyfikenhet och förmågan att lösa problem.
Under besöket kommer eleverna att få uppleva nya sätt att ta till sig tanken  om rymden och tekniken som ger oss tillgång till universum. Våra guider introducerar och ledsagar genom observatoriet, dess teleskop och instrument, och utställningen på vårt besökscentrum.
Vi hoppas att besöket hos oss blir en del av den ordinarie undervisningen och att besöket ger nya möjligheter att ta till sig naturvetenskapen, tekniken och förståelsen för planeten jorden, för alla elever.
Innehållet under besöket är primärt anpassat mot det centrala innehållet i kursplanen för fysik, men det finns även kopplingar till kursplanerna i teknik, kemi, matematik och geografi.

 

Praktisk information 

Nedan får du information om besöket som du som leder gruppen behöver ha läst inför ert besök hos oss.

Mobiltelefoner sätts i flygplansläge

Mobiltelefoner kan störa observatoriets vetenskapliga mätningar. För att skydda vår forskning och underlätta för guidepersonal i sitt arbete gäller följande:  

• Alla mobiltelefoner måste vara i flygplansläge under hela tiden på observatoriets område. 
• Det gäller även andra trådlösa enheter (paddor, nätuppkopplade klockor, trådlösa hörlurar, mm). 
• Elever får inte använda mobiltelefoner under studiebesöket.
• Lärare och andra vuxna får använda mobiltelefoner för t ex fotografering, men endast i flygplansläge.
• Vi rekommenderar att skolklasser samlar in mobiltelefoner innan besöket.
• För viktiga samtal finns tillgång till fast telefon på flera platser på observatoriet.
• I akuta nödsituationer får mobiler givetvis slås på.

Att tänka på

Kom i tid. Anmäl tidig eller sen ankomst till 031-7725500.
Vår guide finns med som stöd för eleverna. Vi förutsätter att medföljande pedagoger har en aktiv roll för att stötta elevernas upplevelse på observatoriet. 
Ibland följer även en forskare eller annan expert från vår personal med på besöket.
Om gruppen behöver tid för medhavd lunch eller fika så meddela guiden före besöket. Vid behov kan vi erbjuda extra tid i slutet av besöket (max ca 20 min) för medhavd mat. Det finns sittplatser inomhus och utomhus. Tänk på att det inte finns mikrovågsugnar.

 

Besöksupplägg 1: start vid besökscentrum

Bilar eller buss kör fram till vårt besökscentrum, skyltat Besökscenter. 
Räkna med att besöket tar två timmar. Ungefär halva tiden är vi utomhus. Upplägget kan ändras beroende på önskemål, väder, gruppstorlek eller personaltillgång.
Besöket inleds vid våra viskparaboler. 
Först gör vi en kort vandring förbi Onsalas tvillingteleskop, och tittar på det mäktiga 25-metersteleskop. 
Vid bra väder gör vi ett besök vid supermareografen – ett instrument som mäter havsnivå.
Vi uppehåller oss en längre tid vid observatoriets besökscentrum. I besökscentrets utställning finns många saker att titta på och göra. Läs mer nedan.
Därefter blir det en promenad på ca 10 minuter (640 m) till 20-metersteleskopet. På vägen kan vi stanna till och titta på instrument som används för att studera jorden (radiometrar, gps-antenner och radarreflektorer).
20-metersteleskopet – i stora vita bollen - är Sveriges största inomhusteleskop. Det är innesluten i en specialbyggd kupol som kallas en radom. Inne i radomen bär alla hjälm. 
Finns tid tar vi en frågestund i vårt klassrum nära adminstrationshuset.
Besöket avslutas med avresa från utanför stora vita bollen. Om gruppen ska hämtas med buss, se då till att bussen kör dit.

Besöksupplägg 2: start vid vita bollen

Besöket inleds med en kort inledning på 25-30 min i vårt klassrum. Vi visar bilder och eventuellt filmer som introduktion till våra ämnen. För grundskoleklasser visar vi ibland en 5-minuters film som visar en returresa genom det kända universum från jorden ut till fjärran galaxer (The Known Universe finns på https://vimeo.com/19568852).
Vi besöker sedan 20-metersteleskopet – i stora vita bollen. Teleskopet är Sveriges största inomhusteleskop och är innesluten i en specialbyggd kupol som kallas en radom). Inne i radomen bär alla hjälm. 
Därefter blir det en promenad på ca 10 minuter (640 m) till besökscentrumet. På vägen kan vi stanna till och titta på instrument som används för att studera jorden (radiometrar, gps-antenner och radarreflektorer).
Vid besökscentrumet tittar vi på det mäktiga 25-metersteleskopet. Här finns även ljudparaboler.
Från besökscentrumet gör vi oftast en kort promenad (ca 400 m) till Tvillingteleskopen och mareografen.
I besökscentrets utställning finns många saker att titta på och göra. Läs mer nedan.
Besöket avslutas med avresa från besökscentrumet. Om gruppen ska hämtas med buss, se då till att bussen kör ända fram till besökscentrumet.

Aktiviteter i utställningen

I vårt besökscentrum finns en utställning som är under uppbyggnad. Besökarna är välkomna att på egen hand utforska utställningen. Guiden finns tillgänglig för stöd och frågor.
I besökscentrumet finns toaletter. 
För skolklasser erbjuder vi olika aktiviteter i besökscentrumet.

Spelet Var är du i solsystemet?

I ett mörklagt rum visas bilder och filmer som tar oss ut på en resa i solsystemet. Väl framme ska vi lista ut vilken himlakropp vi har hamnat på, med hjälp av ledtrådar. Besökarna trycker på knappar för att utforska spelet och för att kolla om man gissat rätt.

Satellitpyssel

I utställningen har vi skalmodeller av de svenska satelliterna Odin och MATS. I anslutning har vi bilder att färglägga.

Liv i rymden och värmekamera

Teleskopen i Onsala ser ljus som inte våra ögon kan se. Under en kort stund i vårt klassrum tittar vi på hur en värmekamera kan hjälpa oss att se saker som vi inte kan se med egna ögon. Vi funderar kring hur vi kan använda kunskap till att förstå villkoren för liv på andra planeter.

Rymdbingo

Som stöd för att utforska utställningen på egen hand erbjuder vi aktiviteten Rymdbingo. Elever delas upp i par och får ett rutnät med många olika uppdrag. Varje utfört uppdrag ger ett kryss och flera kryss i rad ger bingo. 

Stödinformation kring rymden, jorden, universum och rymdteknik 

Ett besök hos oss startar med fördel redan i klassrummet genom att eleverna där får förförståelse inför det arbetsområdet rymden, universum, och tekniken som används för att utforska dem.
Inför besöket får ni gärna arbeta med begrepp, termer och områden som är vanliga när vi pratar om rymden, jorden, universum och tekniken. Detta underlättar den grundläggande förståelsen. Information nedan kan fungera som stöd i klassrummet.

Rymden: Rymden börjar ca 100 kilometer över jordens yta. Naturlagarna i rymden är de samma som här på jorden, men avstånden är stora och jorden är för långt bort för att man ska känna tyngdkraften. Människor behöver rymddräkt eller rymdfarkoster för att kunna klara sig.

Rymdteknik: Många olika begrepp beskriver olika typer av teknik för utforskning av rymden. Satelliter åker i omloppsbana, oftast runt jorden, och arbetar med kommunikation, spaning och forskning. Raketer används för att skjuta upp saker så att de kan nå rymden. Sonder används för att resa till olika platser i vårt solsystem för att skicka hem bilder och mätningar. Landare, strövare och rovers är olika benämningar för fjärrstyrda robotar som utforskar andra himlakroppar.

Astronomi handlar om att undersöka himlakroppar och andra naturfenomen i rymden genom att titta långt ut i rymden, framför allt med hjälp av teleskop. 

Astrofysik, astrokemi och astrobiologi är forskning om fysik, kemi och biologi som utspelar sig i rymden. Än så länge vet vi inte säkert om liv finns någon annanstans än på jorden. Forskare arbetar på olika sätt med att ta reda på vad som behövs för att livt ska kunna finnas i rymden, och hur det gick till när livet började här på jorden.

Jorden är planeten vi bor på. Med hjälp av olika typer av mätningar – bland annat rymdteknik – kan forskare studera hela planeten. På Onsala rymdobservatorium och på Chalmers arbetar forskare med att studera till exempel jordens inre, hur jorden snurrar, de tektoniska plattorna, landhöjningen efter istiden, samt förändringar i klimatet, i haven och atmosfären.

Universum kallar vi allt som finns och går att se, långt ut i rymden. En del forskare tror att det kan finnas flera universum som vi troligen aldrig kommer att kunna få syn på. Multiversum kallar man då samtliga universum som eventuellt finns.

Teleskop är apparater som gör det möjligt för oss att göra mätningar av och avbilda saker som ligger långt bort, och som ofta ser mycket små ut eller lyser bara svagt. Det finns teleskop som går att titta igenom. Forskare använder mest teleskop som istället fungerar som ögon. Ett teleskop är då en teknisk pryl som kan ta emot ljus och göra bilder eller grafer av det. 

Satellit kallas ett föremål som går i omloppsbana kring en annan himlakropp. Oftast menar vi satelliter som är byggda av forskare och ingenjörer för att arbeta åt oss i rymden. Satelliter kan ha olika funktioner, men oftast gör de mätningar som sedan kommuniceras med stationer på marken med hjälp av radiovågor. Satelliter skickas upp till rymden med hjälp av raketer; för att arbeta vidare i solsystemet använder vi andra rymdfarkoster som rymdstationer, sonder och strövare eller rovers (t ex månbilar och marsbilar).

Mottagare, detektorer och sensorer är olika tekniska lösningar för att registrera och mäta ljus och andra signaler. Det finns många olika sätt att bygga dem.

Antenner är anordningar för att fånga upp radiovågor. De byggs ofta av metall, och kan ibland se ut som trådar eller pinnar. En parabolantenn har en formen av en skål, för att reflektera radiovågor mot en brännpunkt där de kan fångas upp.

Mareograf är en anordning som automatiskt mäter förändringar i havsnivån. Mareograferna på Onsala rymdobservatorium mäter havsnivån i förhållande till jordens tyngdpunkt. Förändringar av havsnivån påverkas av bland annat klimatförändringar och är viktiga att förstå för kustnära regioner på jorden.

Radiovågor är ljus med längre våglängd än synligt ljus. Det finns ljus som vi inte kan se med våra ögon: hela spannet kallas det elektromagnetiska spektrumet, och innefattar allt från gammastrålning, ultraviolett och infrarött ljus och radiovågor. Radiovågor har många användningar i vardagsteknik: radar, gammaldags radio och tv, mobiltelefoni, blåtand, och satellitnavigering använder alla radiovågor på olika sätt. 

Radioastronomi kallas forskningsområdet som studerar radiovågor från naturliga källor i rymden, med hjälp av radioteleskop. Radiovågor sänds ut av alla slags himlakroppar, men skapas på helt andra sätt än vanligt ljus. För ditt öga, eller genom ett vanligt teleskop, de ljusaste saker på himlen är stjärnor. För ett radioteleskop är det oftast andra typer av fenomen som lyser mer, och kan ses över långa avstånd i universum.  

Mer på webben

På Onsala rymdobservatoriums hemsida finns mer information om observatoriet och dess arbete. 

På sidan ”För skolor” finns tips om annat som vi gör för skolor och unga: 
https://www.chalmers.se/infrastrukturer/oso/allmanhet-och-skola/for-skolor/

Från den sidan kan du också ladda ner aktivitetsfoldern Det osynliga universum (för åk 6-8), som innehåller undervisningsmaterial som knyter till radioastronomi. 

Boken Populärt om astronomi av Mikael Lerner innehåller fakta om astronomi och rymden.
https://www.chalmers.se/infrastrukturer/oso/allmanhet-och-skola/for-skolor/#boken-populart-om-astronomi

Kopplingar till läroplanen

Kopplingar till Lgr22 (åk 1-3)

Fysik, biologi och kemi: Solsystemets himlakroppar och deras rörelser. Människan i rymden. Några berättelser om hur naturvetenskaplig kunskap vuxit fram.

Geografi: Rumsliga förutsättningar i natur och miljö för befolkning och bebyggelse, till exempel mark, vatten och klimat. Jordgloben, analoga och digitala kartor samt storleksrelationer och väderstreck. Några utmärkande drag i närområdets natur- och kulturlandskap. Spår av den senaste istiden. Tidslinjer och tidsbegreppen dåtid, nutid och framtid.

Matematik: Jämförelser och uppskattningar av storheter. Mätning av längd, massa, volym och tid med vanliga nutida och äldre måttenheter. Rimlighetsbedömning vid uppskattningar och beräkningar.

Teknik: Några föremål och något tekniskt system i elevernas vardag, hur de är anpassade efter människans behov samt hur de har förändrats över tid.
Vad datorer används till och deras delar för inmatning, utmatning och lagring av information. Föremål i elevernas vardag som styrs med hjälp av programmering, till exempel hushållsmaskiner och smarta telefoner.

Kopplingar till Lgr22 (åk 4-6)

Geografi: Introduktion till jordens endogena och exogena processer, samt hur dessa formar och förändrar landskapet.

Matematik: Jämförelse, uppskattning och mätning av längd, area, massa, volym, tid och vinkel med standardiserade måttenheter samt enhetsbyten i samband med detta.

Teknik: Tekniska lösningar som utnyttjar elkomponenter och enkel elektronik för att åstadkomma ljud, ljus eller rörelse, till exempel larm och belysning. Begrepp som används i samband med detta.

Religionskunskap: Samtal om och reflektion över livsfrågor utifrån elevernas egna tankar och olika religiösa tolkningar. Sådana frågor kan till exempel handla om vad som är viktigt i livet och olika föreställningar om vad som händer efter döden.

Fysik: Hur dag, natt, årstider och år kan förklaras utifrån rörelser hos solsystemets himlakroppar.
Hur ljus och ljud breder ut sig och kan reflekteras.
Några instrument samt hur de används för att mäta fysikaliska storheter, till exempel temperatur och kraft.
Några upptäckter inom fysikområdet och deras betydelse för människans levnadsvillkor och syn på naturen.

Kemi: Materiens uppbyggnad visualiserad med hjälp av enkla partikelmodeller.
Fossila och förnybara bränslen och deras påverkan på klimatet.
Några upptäckter inom kemiområdet och deras betydelse för människans levnadsvillkor och syn på naturen.

Biologi: Vad liv är och hur livets utveckling kan förklaras med evolutionsteorin.
Några upptäckter inom biologiområdet och deras betydelse för människans levnadsvillkor och syn på naturen.

Kopplingar till Lgr22 (åk 7-9)

Fysik: Universums uppkomst, uppbyggnad och utveckling samt förutsättningar för att finna planeter och liv i andra solsystem.
Fysikaliska förklaringsmodeller av jordens strålningsbalans, växthuseffekten och klimatförändringar.
Partikelstrålning och elektromagnetisk strålning, deras användningsområden och risker.
Hur ljus breder ut sig, reflekteras och bryts.
Sambandet mellan elektricitet och magnetism samt mellan ström och spänning i elektriska kretsar. Hur kretsarna kan användas i elektrisk utrustning.
Några instrument för att mäta fysikaliska storheter, till exempel kraft och ström. Användning av mätvärden i enkla beräkningar, till exempel beräkningar av densitet och hastighet.
Observationer och experiment med såväl analoga som digitala verktyg. Formulering av undersökningsbara frågor, planering, utförande, värdering av resultat samt dokumentation med bilder, tabeller, diagram och rapporter.
Sambandet mellan undersökningar av fysikaliska fenomen och utvecklingen av begrepp och förklaringsmodeller. De fysikaliska förklaringsmodellernas historiska framväxt, användbarhet och föränderlighet.

Kemi: Materiens uppbyggnad, kretslopp och oförstörbarhet visualiserat med hjälp av partikelmodeller. Grundämnen, molekyl- och jonföreningar samt hur ämnen omvandlas genom kemiska reaktioner. Atomer, elektroner och kärnpartiklar.
Några kemiska processer i mark, luft och vatten samt deras koppling till frågor om miljö och hälsa, till exempel växthuseffekten, vattenrening och spridning av miljögifter.
Kolatomens egenskaper och kretslopp i naturen, i samhället och i människokroppen.

Biologi: Livets uppkomst, utveckling och mångfald samt evolutionens mekanismer. Arvsmassans egenskaper och förhållandet mellan arv och miljö.

Geografi: Jordens endogena och exogena processer, samt hur dessa formar och förändrar landskapet.
Vad klimat är och faktorer som påverkar klimatet. Människans påverkan på klimatet och konsekvenser av klimatförändringar för människa, samhälle och natur i olika delar av världen.
Lokalt, regionalt och globalt arbete för att främja hållbar utveckling.
Digitala och analoga kartors uppbyggnad samt olika kartprojektioner och deras egenskaper. Geografiska informationssystem (GIS) och exempel på hur de används i samhället.

Matematik: Tabeller, diagram och grafer samt hur de tolkas och används för att beskriva resultat av egna och andras undersökningar, såväl med som utan digitala verktyg.
Rimlighetsbedömning vid uppskattningar och beräkningar.
Enkla matematiska modeller och hur de kan användas i olika situationer.

Teknik: Internet och några andra globala tekniska system samt deras fördelar, risker och begränsningar.
Hur tekniken möjliggjort vetenskapliga upptäckter och hur vetenskapen har möjliggjort tekniska innovationer.
Tekniska lösningar för styrning och reglering med hjälp av elektronik och olika typer av sensorer. Hur tekniska lösningar som utnyttjar elektronik kan programmeras. Begrepp som används i samband med detta.

Samhälls- och religionskunskap: Lokala, nationella och globala samhällsfrågor och olika perspektiv på dessa.
Samtal om och reflektion över livsfrågor utifrån elevernas egna tankar samt utifrån tolkningar inom religioner och andra livsåskådningar. Sådana frågor kan till exempel handla om identitet, kärlek, sexualitet och meningen med livet.

Kopplingar till läroplanen för gymnasiet gy11, Fysik 1-3

Strålning: Orientering om elektromagnetisk strålning och ljusets partikelegenskaper.
Tillämpningar inom teknik.

Fysikens karaktär, arbetssätt och matematiska metoder: Vad som kännetecknar en naturvetenskaplig frågeställning.

Hur modeller och teorier utgör förenklingar av verkligheten och kan förändras över tid.

Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller.

Planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa.

Bearbetning och utvärdering av data och resultat med hjälp av analys av grafer, enhetsanalys och storleksuppskattningar.

Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess och felkällor.

Ställningstaganden i samhällsfrågor utifrån fysikaliska förklaringsmodeller, till exempel frågor om hållbar utveckling.

Rörelse och krafter: Fördjupad behandling av harmonisk svängning med tillämpning inom till exempel dämpad svängningsrörelse, elektriska växelspänningskretsar eller radiokommunikation.

Fördjupad behandling av vågrörelse med tillämpning inom till exempel akustik, rörelser i jordskorpan, vattenvågor och elektromagnetiska vågor.

Den speciella relativitetsteorin och orientering om den allmänna relativitetsteorin.

Universums utveckling och struktur: Orientering om aktuella modeller och teorier för beskrivningen av universums storskaliga utveckling och av galax-, stjärn- och planetbildning.
Atomens elektronstruktur samt absorptions- och emissionsspektra.
Metoder för undersökning av universum. Elektromagnetisk strålning från stjärnor och interstellära rymden.
Metoder för att upptäcka och undersöka exoplaneter. Villkor för liv på andra planeter.