Кіріспе

Жазғы ғылым бағдарламасы (ЖҒБ) – жоғары сынып оқушыларының колледж деңгейіндегі білім алып, астероидтердің орбиталарын зерттеу арқылы аспан механикасы, ферменттердің кинетикалық қасиеттерін зерттеу арқылы биохимия, немесе антибиотиктерге төзімділікті зерттеу арқылы геномика саласында зерттеулер жүргізетін академиялық жазғы бағдарлама. Бағдарлама 1959 жылы Калифорния штатының Охай қаласындағы Тачер мектебінде құрылды. Қазіргі таңдағыда ол үш астрофизика кампусында – Нью-Мексико штатының Сокорро қаласындағы Нью-Мексико Технологиялық институты, Солтүстік Каролина штатының Чапел-Хилл қаласындағы Солтүстік Каролина университеті және Колорадо штатының Боулдер қаласындағы Колорадо университетінде, сондай-ақ екі биохимия кампусында – Индиана штатының Вест-Лафайетте қаласындағы Пердью университеті мен Индиана штатының Блумингтон қаласындағы Индиана университетінде өтеді. Астрофизика бағдарламасында әр команда Жерге жақын астероидтің бірнеше суретін түсіріп, одан кейін оның орбитасын есептеу және болашақ қозғалысын болжау үшін бағдарламалық құрал жасайды. Биохимия бағдарламасында әр команда өсімдік патогендерінің саңырауқұлақтарынан ферментті бөліп алып, оның моделін құрастырады, содан кейін сол ферментті тежеуге арналған молекулаларды жобалайды. Геномика бағдарламасында әр команда антибиотиктердің белгілі бір деңгейімен Vibrio natriegens бактериясын өсіреді.

Шолу

Әр жазғы ғылым бағдарламасының кампусында 36 қатысушы және 7 оқытушы 39 күн бойы болады. Оқытушылар академиялық және тұрғын үй қызметтерін біріктіреді. Қатысушылардың тәжірибесі барлық кампустарда ұқсас болуы жоспарланған. Зерттеу жұмыстары үшін қатысушылар үш адамнан тұратын топтарға бөлінеді. Сабақ кестесіне сыныптағы оқу, зертханалық жұмыс, ғылыми және ойын-сауық сапарлары, сондай-ақ жұмыс істейтін ғалымдар мен басқа да мамандардың арнайы лекциялары кіреді. Бұрынғы қонақ спикерлердің қатарында квазарлар саласындағы пионерлік жұмыстар жасаған Мартен Шмидт, физика саласындағы Нобель сыйлығының лауреаты Ричард Фейнман, псевдонауканы жоққа шығаратын әйгілі фокусник Джеймс Рэнди, Lotus Development компаниясының негізін қалаушы Митч Капор, Gossamer Condor және Gossamer Albatross ұшақтарын жасаған Пол МакКриди, сондай-ақ физика саласындағы Нобель сыйлығының лауреаты Эрик Аллин Корнелл болды. Өтінім беру процесі мен қабылдау шарттары таңдаулы колледждерге ұқсас. Басымдықпен кіші курс (келесі курста үлкен курсқа өтетін) студенттер қабылданады, сонымен қатар әр жылы бірнеше екінші курс студенттері де қабылданады. Бағдарлама ақысы оқу ақысы, жатақханада тұру және тамақтану, сондай-ақ қажетті құрал-жабдықтарды қамтиды. Ақының бір бөлігін немесе толығымен жабу үшін мұқтаж студенттерге арналған қаржылық көмек гранттары бар, SSP барлық расталган мұқтаждықты қанағаттандыруға кепілдік береді. Коммерциялық емес қорға түсетін қаржылық көмектер қаржылық көмекті қамтамасыз етеді. 1991 жылы Ұлттық академиялар комиссиясы физикалық ғылымдар, математика және қолданбалы салалар бойынша былай деп мәлімдеді: "Барлық қатысушылар жоғары білімге түседі. 1985 жылға дейін бітірген түлектердің 37 пайызы қазір ғылым мен медицина саласында, ал 34 пайызы инженерлік, математикалық және компьютерлік ғылымдар саласында (оның ішінде Lotus Development Corporation компаниясының негізін қалаушысы) жұмыс істейді". Бағдарлама Массачусетс технология институты және Калифорния технология институты, сондай-ақ бағдарламаның академиялық серіктесі Харви Мадд колледжінің қолдауымен жүзеге асырылады.

Тарих

Бағдарлама 1959 жылы Калифорния штатының Охай қаласындағы Тачер мектебінде «Спутник-1» спутнигінің ұшырылуына және ғарыш жарысының басталуына жауап ретінде құрылды. Тачер мектебінің директоры елдің үздік орта мектеп оқушыларына физикалық ғылымдар саласындағы мансаптар туралы жеткілікті ақпарат берілмейтініне және оларды осы салаға баулу жеткіліксіз екеніне алаңдады. Ол осындай студенттерді сынап, «нағыз ғылыммен айналысу» сезімін беру үшін Калтех, UCLA, Клермонт колледждері және Стэнфордтың көмегімен қарқынды жазғы бағдарлама құруды шешті. Қаржылық қолдау Хьюз авиакәсіпорынынан түсті. 1969 жылдан бастап әйелдер қабылдана бастады және 2010 жылы олардың саны қатысушылардың 50% құрады. Тачер мектебінде 41 жаз өткеннен кейін, 2000 жылы Тачер мектебі кампустың барлық аумағын басқа мақсаттар үшін пайдалануға шешім қабылдағанда SSP бағдарламасының жалғасуына үлкен қауіп төнді. 2010 жылы Калифорниядағы кампус Санта-Барбарадағы Вестмонт колледжіне, ал 2015 жылы Колорадо Боулдер университетіне көшірілді. 2016 жылы үш жылдық жоспарлау мен дайындықтан кейін Индиана штатының Батыс Лафайетте қаласындағы Пердью университетінде биохимия бойынша алғашқы SSP пилоттық жобасы өткізілді. Алты түлек жаңа тәжірибені сәтті жүргізіп шықты. 2017 жылы биохимия бойынша алғашқы SSP 24 қатысушымен сәтті өткізілді. 2022 жылы Пердью университетінде 24 қатысушымен геномика бойынша алғашқы SSP өтті. 2017 жылға дейін 75 бағдарламаға 2500-ден астам қатысушы қатысты. Барлық түлектер мен бұрынғы оқытушылар, сондай-ақ Кеңес тағайындаған басқа мүшелер бұл коммерциялық емес ұйымның «мүшелері» болып табылады. Мүшелер жыл сайын қорғандарды сайлайды, желі құру үшін онлайн деректер базасына қол жеткізеді және әр жылғы күзде өткізілетін жылдық кешкі асқа шақырылады.

Астрономиялық жұмыстар

Бағдарламаның алғашқы 50 жылында студенттер астероидтердің негізгі белдеуінің (Марс пен Юпитер орбиталарының арасында) фотосуреттерін түсірді. 2009 жылдан бастап студенттер Жерге жақын астероидтердің (Марс орбитасының ішінде) (әлсіз) цифрлық суреттерін түсірді. Орбитаны анықтау процесі екі жағдайда да ұқсас. Біріншіден, студенттер астероидтердің бірнеше суретін түсіреді. Астероидті анықтағаннан кейін, оның белгілі жұлдыздарға қатысты суреттегі орны мұқият есептеледі. Бұл салыстырмалы орын, сурет түсірілген нақты уақытта астероидтің аспан координаталарын (түзу көтерілу және бұрылу) анықтау үшін пайдаланылады. Астероид аспанда қозғалатын кездегі позициялар тізбегі студентке астероидтің орбитасын шамамен анықтауға мүмкіндік береді. Өлшенген астероид координаттары (есептелген орбиталық элементтер емес) Гарвард-Смитсондар астрофизика орталығына жіберіледі. Онжылдықтар бойы SSP студенттері орбиталарды анықтау есептерін механикалық калькуляторларда (1960-шы жылдар), содан кейін электрондық калькуляторларда (1970-шы жылдар), содан кейін "мини-компьютерлерде" (1980-шы жылдар), содан кейін жеке компьютерлерде (1990-шы және 2000-шы жылдар) жүргізіп келді. Соңғы жылдары олар орбиталарды анықтау бағдарламаларын Python бағдарламалау тілінде жазып, Гаусс әдісін қолданады.