Jeden Sommer kommen Hunderte von Studenten ins Lincoln Laboratory, um praktische Forschungserfahrung zu sammeln. In der Vergangenheit diente das Sommerforschungsprogramm des Labors hauptsächlich Studenten und Doktoranden, deren Praktika ihre Studienfächer ergänzten. Einige lokale Highschool-Schüler haben im Laufe der Jahre über AFCEA International, eine gemeinnützige Organisation, die Bildungs- und Networking-Möglichkeiten anbietet, an diesem Programm teilgenommen. Aber diesen Sommer, als das Labor zum ersten Mal seit Beginn der Covid-19-Pandemie wieder seine Türen öffnete, wurde das Programm offiziell erweitert, um Praktika vor Ort für lokale Highschool-Schüler anzubieten.
„Die Praktika bieten Studenten die Möglichkeit, MINT-Karrieren zu erkunden, während sie noch in der High School sind, bevor sie sich auf einen Studienbereich am College festlegen“, sagt Gary Hackett, der das Campus-Rekrutierungsprogramm des Labors leitet. Sommerforschungsprogramm, und jetzt das neue Highschool-Praktikumsprogramm, in Zusammenarbeit mit der Personalverwalterin Cheryl Bartolone, der K-12 STEM-Outreach-Koordinatorin Chiamaka Agabsi-Porter und der K-12 STEM-Outreach-Administratorin Daphne-Ann Vessiropoulos. „Diese Gelegenheit geht über die Teilnahme an praktischer Forschung hinaus und umfasst die Betreuung von Bildungs- und Karrierewegen, die Entwicklung zwischenmenschlicher Fähigkeiten in einem professionellen Arbeitsumfeld und die Vernetzung mit Mitarbeitern im gesamten Labor. Nach ihrer Erfahrung werden die Studenten das Labor hoffentlich als Arbeitsplatz für die Zukunft in Betracht ziehen.“
Agbasi-Porter und Vessiropoulos trugen dazu bei, die Nachricht über die neue Möglichkeit an lokale High Schools zu verbreiten, mit denen sie bereits Partnerschaften durch zwei von ihnen geleitete MINT-Programme aufgebaut hatten: Lincoln Laboratory Radar Introduction for Student Engineers (LLRISE) und Lincoln Laboratory Cipher (LLCipher). Die erste Bewerbungsrunde war hart umkämpft; Mehr als 100 Gymnasiasten haben sich beworben. Letztendlich wählten die Labormitarbeiter vier Praktikanten für das erste sechswöchige Programm aus, das vom 6. Juli bis zum 12. August lief. Um die Praktika an den Interessen der Studenten auszurichten, platzierten die Mitarbeiter die Praktikanten entsprechend in Laborforschungsgruppen.
Praktikanten
„Während des Vorstellungsgesprächs habe ich mein Interesse daran erklärt, der Umwelt zu helfen“, sagt Chloe Kindangen, jetzt Seniorin an der Philips Academy in Andover, Massachusetts. „Ich bin in Jakarta, Indonesien, aufgewachsen, und wegen der Fabriken war der Himmel immer sehr dunkel. Alle Flüsse sind ziemlich verschmutzt, und es ist herzzerreißend zu sehen, weil viele Menschen zum Baden und Kochen auf diese Gewässer angewiesen sind. Mit dem Privileg meiner Ausbildung möchte ich meiner Gemeinde etwas zurückgeben.“
In diesem Sommer hat Kindangen ein Praktikum im Labor absolviert Gruppe Advanced Sensor Systems and Test Beds, das Radar, optische Systeme und luftgestützte Überwachungsplattformen entwickelt. Sie sammelte Daten aus Online-Quellen und bewertete die Umweltauswirkungen von Drohnen, die in der Pacific Missile Range Facility in Makaha Ridge auf Hawaii eingesetzt werden. Insbesondere erforschte sie die Auswirkungen auf Wildtiere und überlegte, wie Risiken durch Reize wie Licht und Lärm gemindert werden können. Mögliche Abhilfemaßnahmen umfassen das Ändern der Farbe der von der Drohne verwendeten Lichter und das Vermeiden von Tests in kritischen Zeiten, wie der Vogelnistzeit, da Jungvögel lichtempfindlicher sind.
Aufgrund ihrer Erfahrung erkannte Kindangen, dass sie diese Art von Forschung gerne durchführt, im Gegensatz zu praktischen, laborbasierten Projekten. Sie ist weiterhin daran interessiert, den Umweltpfad fortzusetzen, und plant, sich im kommenden Schuljahr für den Umweltwissenschaftsunterricht ihrer Schule anzumelden. Kindangen nutzte auch andere Gelegenheiten im Labor, einschließlich der Einführung in den Radarkurs, der ihr Interesse an der Ableitung mathematischer Gleichungen weckte, die reale Situationen darstellen.
„Nach dieser Erfahrung weiß ich, dass ich definitiv etwas mit MINT-Bezug machen möchte, bei dem es darum geht, Berichte durchzulesen, zu verstehen, was sie bedeuten, und zu sehen, wo und wie ich die Lücken füllen kann“, sagt Kindangen. „Im Gespräch mit einigen College-Praktikanten vor Ort wurde mir klar, dass ich diese falsche Vorstellung hatte, dass ich als Senior genau wissen sollte, welches Hauptfach ich deklarieren möchte und wie es sich auf ein Berufsfeld übertragen lässt. Ich plane jetzt, ein College mit einem Kernlehrplan zu besuchen, damit ich mich verschiedenen Bereichen aussetzen und sicherstellen kann, dass mir mein Hauptfach Spaß macht.“
Kindangens Mentor, Robert Natividad, sieht den Vorteil, Praktika in dieser Bildungsphase anzubieten: „Die High School ist eine ideale Zeit für Schüler, um informative Erfahrungen zu machen, die ihnen helfen, ihr Verständnis dafür zu verfeinern, wohin sie in Zukunft gehen möchten.“
Auch für Studierende, die bereits durch Lehrveranstaltungen oder außerschulische Aktivitäten mit einem Interessensgebiet in Kontakt gekommen sind, ermöglichen die Praktika die Berufspraxis.
„Ich wollte schon immer mehr in die Elektrotechnik einsteigen“, sagt Mya Gordon, jetzt Seniorin an der Lexington High School in Lexington, Massachusetts. „Ich habe an einem Robotikkurs teilgenommen, nehme außerhalb der Schule an einem Robotikclub teil und programmiere selbstständig. Das Praktikantenprogramm des Labors ermöglichte es mir, diese Dinge auf reale Projekte anzuwenden und mich verschiedenen Teilgebieten und Anwendungen der Elektrotechnik auszusetzen.“
In diesem Sommer absolvierte Gordon ein Praktikum in der Taktische Netzwerke Gruppe, wo Forscher Kommunikationssysteme entwickeln, die in der Lage sind, in überfüllten und umkämpften Umgebungen effektiv zu arbeiten. Sie programmierte einen Empfänger für ein auf drahtloser Kommunikation basierendes Schlachtschiff-ähnliches Spiel, das die Gruppe beim Tag der offenen Tür des Labors im September vorführte. Ihre beiden Mentoren, YaYa Brown und Nicholas Smith, gaben einen allgemeinen Überblick darüber, was sie tun musste, aber es war an Gordon, den Code zu strukturieren und zu schreiben. Wie Gordon erklärt, ist das Spiel eine Version von Battleship, aber anstatt dass Schiffe an einem bestimmten Ort in einem Raster existieren, wird ihr Standort in eine bestimmte Frequenz und Zeit übersetzt. Wenn ein Gegner ein Signal mit der gleichen Frequenz und Zeit sendet, blockiert er alle Nachrichten, die vom Schiff kommen.
„Ich habe viel über softwaredefinierte Funkgeräte und objektorientierte Programmierung gelernt“, sagt Gordon. „Meine Erfahrung in diesem Sommer hat meinen Wunsch gefestigt, an ein College zu gehen, das Praktika und Kooperationen anbietet, und einen MINT-Abschluss zu machen, der sowohl Hardware- als auch Softwareelemente umfasst.“
Das Praktikum wies auch Ryan Wempen, jetzt ein Junior an der King School in Stamford, Connecticut, auf einen College-Abschlussweg hin. Betreut von Robert Palladino und Elisheva Shuter absolvierte Wempen ein Praktikum im Interceptor and Sensor Technology Groupdas Technologien entwickelt, die es Luft- und Raketenabwehrsystemen ermöglichen, potenzielle Bedrohungen zu identifizieren, zu verfolgen und abzufangen.
„Das Praktikum hat mir die Augen für die Luft- und Raumfahrttechnik geöffnet“, sagt Wempen, der für sein Projekt die Flugphysik von Hyperschallfahrzeugen simuliert hat. In der Lage, fünfmal schneller als die Schallgeschwindigkeit zu reisen, könnten Hyperschallfahrzeuge die Weltraumforschung, die militärische Verteidigung und den kommerziellen Luftverkehr verändern. Aber, wie Palladino erklärt, erleben Fahrzeuge, die mit Überschallgeschwindigkeit fahren, extreme Hitze, was ihre Konstruktion zu einer technischen Herausforderung macht.
Mit einem Großvater, der an der Apollo-Mission der NASA gearbeitet hat, zieht es Wempen schon lange zur Luft- und Raumfahrt. Er bewarb sich für das Praktikum über das Ingenieurprogramm seiner Schule, in dem Studenten Forschungsmöglichkeiten verfolgen und an Wissenschaftsmessen teilnehmen. Sein Interesse an Hyperschall begann durch ein Windkanalprojekt für eine Wissenschaftsmesse. Während seines Praktikums besichtigte er das Schockrohr des Labors, eine Art Windkanal, um Gase auf die für den Hyperschallflug relevanten Temperatur- und Druckbedingungen anzuregen.
„Bei der Recherche für mein Science-Fair-Projekt habe ich viel über Physik und mathematische Gesetzmäßigkeiten gelernt“, sagt Wempen, der in diesem Schuljahr weiterhin betreut wird und im nächsten Sommer wieder ins Labor kommen wird, um seine Forschung fortzusetzen. „Als Praktikant konnte ich diese Theorien auf reale Szenarien anwenden, die für ein expandierendes Gebiet mit vielen unbeantworteten wissenschaftlichen Fragen relevant sind. Meine Mentoren sprangen schnell ein, wenn ich nicht über das technische Wissen zu bestimmten Themen wie fortgeschrittener Analysis verfügte. Das Labor bewegt sich schnell, auch für Praktikanten, und es war spannend zu sehen, wie schnell ich und die anderen Praktikanten unsere Projekte lernen und entwickeln konnten.“
Veronica Cheng, jetzt Seniorin an der Westford Academy in Westford, Massachusetts, war ebenfalls stolz auf das, was sie in kurzer Zeit erreicht hatte. Sie kam in ihr Praktikum in der Gruppe für fortgeschrittene Konzepte und Technologien – dessen Expertise in der Entwicklung von Radar, elektronischer Kriegsführung und System-of-Systems-Technologien für die Luft- und Raketenabwehr liegt – mit begrenzten Kenntnissen über Radar und ohne Teilnahme an Berechnungskursen. Mentorin Kristan Tuttle half ihr dabei, sich auf den neuesten Stand zu bringen, und Cheng las allein die technische Dokumentation zu Radargeräten und Benutzerhandbücher zum Zusammenbau von Evaluierungsboards mit der Firmware, die zum Testen eines daumengroßen Autoradars erforderlich ist. Ausgestattet mit diesem Wissen führte Cheng Berechnungen durch, die zum Testen der Reichweite dieses Radars erforderlich waren. Als Testziel diente ein Eckreflektor – eine Struktur aus rechtwinkligen, sich kreuzenden ebenen Flächen.
„Ich habe den Eckreflektor in verschiedenen Abständen vom Radar entfernt, um zu sehen, wann und wo er auftaucht“, erklärt Cheng. „Ich musste die Abmessungen des mit dem Radar kompatiblen Reflektors ermitteln und meine Ergebnisse aus den von mir erstellten Radardiagrammen interpretieren. Ich mag Mathematik sehr und finde heraus, wie Dinge auf der Grundlage von Berechnungen funktionieren.“
Für Cheng ist das bestätigte Praktikum Elektrotechnik das Hauptfach, das sie an der Hochschule studieren möchte. Wie Gordon hatte sie durch ihre Mitarbeit in einem Robotik-Team einen gewissen Kontakt mit diesem Gebiet, aber sie wusste nicht, was es in der realen Welt bedeuten würde.
Über das erworbene technische Wissen hinaus entwickelten die Gymnasiasten eine Reihe neuer sozialer Fähigkeiten, insbesondere bei der Vernetzung mit anderen Praktikanten und Mitarbeitern und der Präsentation ihrer Forschung. Wie die College Summer Research Praktikanten wurden die Highschooler zu mehreren Veranstaltungen eingeladen, darunter Präsentationen aus den Forschungsabteilungen des Labors; eine Feier zum National Intern Day; das I3C (für Intern Innovative Idea Challenge) Haifischbecken, in dem Teams von Sommerforschungsstudenten auf College-Ebene ihre Ideen einer Jury aus Laborleitern präsentieren; und ein Frühstück am Ende des Sommers, um sich mit anderen Praktikanten auszutauschen. Ihre Mentoren nahmen sie auch mit auf Führungen durch die Einrichtungen und veranstalteten Mittagessen mit anderen Gruppenmitarbeitern.
Mentor-Reflexionen
Von den Erfahrungen profitierten nicht nur die Studierenden. Die Mentoren stellen fest, wie Mentoring es ihnen ermöglichte, ihre Kommunikationsfähigkeiten zu verbessern, ihre Leidenschaft für ihr jeweiliges Fachgebiet neu zu entfachen und Probleme aus neuen Perspektiven zu betrachten.
„Es war lohnend zu lernen, wie man ein Problem für jemanden so definiert, dass es für ihn sinnvoll ist“, sagt Brown.
„Als Mentoren zu dienen, hat uns herausgefordert, Themen, an denen wir arbeiten und die fast immer eine Hochschulausbildung erfordern, einem Highschool-Schüler zugänglich zu machen“, sagt Palladino.
„Unsere Arbeit mit den Augen eines Praktikanten zu sehen, ist eine gute Erinnerung daran, wie aufregend und interessant sie ist“, fügt Shuter hinzu. „Es ist cool, Ideen zu hören, die völlig unkonventionell sind, und Fragen gestellt zu bekommen, die uns auch zum Nachdenken anregen.“
Obwohl die Praktika abgeschlossen sind, sind sie nur der Anfang von dem, was das Labor auf langfristige Interaktion und Engagement hofft.
„Unser Ziel ist es, die Beziehungen zu den Schülern im Laufe der Zeit aufrechtzuerhalten, wobei die Gruppen ermutigt werden, mit ihren Mentees in Kontakt zu bleiben“, sagt Hackett.
In den kommenden Jahren ist es das Ziel, das Programm zu erweitern und mehr Mentoren in allen Labors zu rekrutieren F&E-Bereiche um mehr Studenten zu dienen. Informationen zum Sommerprogramm 2023 erhalten Sie von Gary Hackett.