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March 7, 2012

NES: Math and Science @ Work—Lunar Surface Instrumentation

Presented by: Jordan Snyder

Math and Science @ Work:Lunar Surface 

InstrumentationHosted By

Jordan SnyderEducation Specialist

NASA Explorer SchoolsOklahoma State University

NASA Goddard Space Flight Center

Have you ever used NASA education resources in your classroom?

✔ Yes✖ No

How many years have you taught in a classroom setting?A: 0‐3B: 4‐10C: 11‐20D: 20+

Math and Science @ WorkOverview

Target Audience

Developed for high school teachers to use with students in advanced math and science courses including:• Physics• Calculus• Chemistry• Biology• Statistics (coming soon)

Project Goals/Objectives

• Help prepare students for free‐response questions on course exams. 

• Provide teachers with supplemental material that is easy to use and that fits right into their curriculum.

• Give students experience working with real‐world data. 

• Promote STEM careers at NASA.

Expertise

Education Experts:• Current classroom teachers help with the development of each problem.

• Each problem is also tested with students and revised as needed before it is released.

NASA Experts:• Scientists, engineers, doctors, and other subject matter experts help design the problems and review the content.

Let’s pause for questions from the audience.

Lunar Instrumentation ‐ Physics

• Students learn about Lunar Exploration and some of the physics that would be involved.

• Students will apply their knowledge of vectors to draw a vector diagram and to answer questions that apply to a lunar exploration mission.

Problem Background

•Background section provided with the problem.

•PowerPoint available on NES Virtual Campus.

Lunar ExplorationExpress relevance to your students

Why Explore the Moon?

Six Reasons to explore the Moon:• Human Civilization• Scientific Knowledge• Exploration Preparation• Global Partnerships• Economic Expansion• Public Engagement

Human Civilization

Extend human presence to the moon to enable eventual settlement.

Scientific Knowledge

Pursue scientific activities that address fundamental questions about the history of Earth, the solar system and the 

universe ‐ and about our place in them.

Exploration Preparation

Test technologies, systems, flight operations and exploration techniques to reduce the risks and increase the productivity of future missions to Mars and beyond.

Global Partnerships

Provide a challenging, shared and peaceful activity that unites nations in pursuit of common objectives.

Economic Expansion

Expand Earth's economic sphere, and conduct lunar activities with benefits to life on the home planet.

Public Engagement

Use a vibrant space exploration program to engage the public, encourage students and help develop the high‐tech workforce that will be required to address the challenges of tomorrow.

Let’s pause for questions from the audience.

www.nasa.gov

Lunar Instrumentation:Let’s Talk Physics on the Moon

Extrahabitat Activities (EHAs)Activities performed outside of Lunar habitats will be part of an astronaut’s duties when 

exploring the moon.

• One such EHA may be to service lunar instruments in proximity of an outpost. 

• Students are given the location of three different instruments and asked to determine the astronaut’s displacement and distance traveled during the EHA.

Lunar Instrumentation ‐ Physics

Navigating on the Moon

Let’s pause for questions from the audience.

www.nasa.gov

Problem/Solution

Problem

Do you anticipate the students having difficulties when sketching the path?✔ Yes✖ No

Discussion

What problems do you anticipate students having when sketching the path? 

Type your responses in the chat!

Sketch of Path• Sketching the path of the astronaut will help students solve the rest of the problem.  

• The starting point should be placed on the origin.

Nor

th

Student Skills Used

Through the rest of the problem students will find displacement and distance using: 

•Trigonometric functions•Vector addition•Distance formula

A full solution key is provided for the teachers to use as well as a scoring guide.

Components

x

yh

x= hcosθy= hsinθ

where θ is the measure of the angle with respect to the x-axis

Instrument Position

Straight forward vector addition: Add successive legs of the trip as vector components.

Student talk: “Add the x’s to one another and add the y’s to one another.”

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www.nasa.gov

Wrap‐Up

http://explorerschools.nasa.gov

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NASA Explorer Schools Research Workshops

The Goldstone Radio Telescope opportunity opened my eyes to the reality that my 6th grade students can conduct real scientific research using a HUGE NASA 

resource! Another amazing opportunity provided by NES that has changed the way I teach science and math.

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NES Recognizes Teachers who:•Integrate NES materials into the curriculum.

•Use NES materials to engage their students in STEM.

•Use technology to enhance STEM.

•Involve families in STEM activities.

•Engage the community.

Let’s pause for questions from the audience.

Math and Science @ WorkLunar Surface 

Instrumentationvia

NASA Explorer Schools

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National Science Teachers AssociationDr. Francis Q. Eberle, Executive Director

Zipporah Miller, Associate Executive Director Conferences and Programs

Al Byers, Assistant Executive Director e-Learning

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NSTA Web SeminarsPaul Tingler, Director

Jeff Layman, Technical CoordinatorBrynn Slate, Program Coordinator