Curiosidades sobre los astros, propuestas de observaciones sencillas, aspectos cotidianos pero poco conocidos, todo ello con un enfoque didáctico.

sábado, 8 de agosto de 2020

Perseidas. Ya está llorando San Lorenzo

Llega el espectáculo celeste clásico del verano en el hemisferio norte. La lluvia de meteoros de Las Perseidas, conocidas popularmente como “las lágrimas de San Lorenzo”.

Parte de mi “caza” de perseidas el año pasado.

Como en años anteriores, creo que estoy “obligado” a escribir sobre este tema, el fenómeno celeste más conocido a nivel de gran público, al que toda la gente suele mencionar aunque muchos nunca lo hayan observado y solo han oído hablar de él, tal como he podido constatar durante mi experiencia didáctica.

Como no me gusta repetir más de lo imprescindible, te recomiendo que si quieres una información básica sobre el fenómeno de las lluvias de meteoros o estrellas fugaces leas el principio de este artículo que he publicado hace apenas 10 días. O incluso si te interesa conocer las generalidades de esta lluvia en concreto de las Perseidas, te aconsejo "Las estrellas fugaces son para el verano". Ahí encontrarás muchos datos y recomendaciones de observación.

De paso, pensando en mis lectores del hemisferio Sur, decirles que el título de ese enlace también sirve para ellos, porque aunque ahí ahora es invierno y además por circunstancias geométricas apenas se ven perseidas. Cuando esté a punto de comenzar el verano austral ocurrirá la lluvia de las Gemínidas, que aunque la posición también favorece ligeramente los del norte, pueden  tener más observadores en el hemisferio austral por las condiciones meteorológicas y son incluso mejores que las Perseidas. Prometo escribir en diciembre un detallado artículo especialmente para ellos.

Hoy solo voy a concretar algún aspecto relativo a las circunstancias concretas que se esperan para este año 2020, insistir sobre la denominación popular, y ya en el anexo varios datos sobre su cometa progenitor (y sus repercusiones en la observación de los meteoros), con el que se da la paradoja de que puede acercarse mucho más que esos asteroides asesinos que cada dos o tres meses nos anuncian que van a chocar contra la Tierra, es más grande que la mayoría de ellos y sin embargo para todo el mundo solo tiene connotaciones positivas por ser el espléndido productor y origen de esas bonitas luces que nos inducen a pedir buenos deseos todos los veranos.

- La fase de la Luna y el momento del máximo en 2020

Tal como he mencionado, las Perseidas se ven sobre todo desde el hemosferio norte, pero este año las condiciones no son excesivamente buenas para los observadores europeos.

El máximo ocurrirá el día 12 cuando en Europa es de día, y la Luna está en cuarto menguante. Por ello los mejores momentos para observar se producirán en la primera parte de la noche, tanto del día 11 al 12 como del 12 al 13.

La luz de la Luna siempre es un gran inconveniente a la hora de ver estrellas fugaces, que solo nos permitirá ver las más brillantes, e incluso a esas les “robará” la espectacularidad de surgir en un cielo negro. Como en la fase de cuarto menguante no sale hasta media noche, nos deja las horas más cómodas para la mayoría de la gente, pero durante las cuales habitualmente se producen meteoros.

Precisamente el año pasado la situación era la contraria, e incluso parecía peor con una Luna casi llena, pero aún creciente, que obligaba a quien realmente estuviera interesado, a madrugar aprovechando las últimas horas de la noche, las más fecundas, cuando nuestro satélite ya se habría puesto.

Por lo intempestivo de la hora en muchos lugares se anunció el 2019 como un mal año, yo expresé lo contrario en “Un buen año para…“, y los hechos me dieron la razón “Mi noche de las perseidas“.

Este año la Luna incordia, no colabora en las horas clave, y tampoco se ha previsto ningún máximo secundario motivado por algún productivo filamento como en 2016, por lo que no se espera observar más de 50 meteoros por hora con un cielo muy limpio.

Cuando ya avanzada la noche aparezca la Luna por el horizonte, tendremos una señal de que lo mejor del espectáculo ya ha pasado y si no somos muy "forofos" del tema, podemos ir a dormir.

Bueno, como he dicho para la mayoría de la gente este año será una situación más cómoda, con las mejores condiciones al principio de la noche, en horas “adecuadas”. Si alguien quiere aprovechar las madrugadas, cuando es de esperar una mayor actividad, deberá situarse siempre con la Luna a la espalda y en algunos sitios se recomienda el uso de una gorra con visera que elimine el efecto de la luz de nuestro satélite, aunque limitará el campo de observación, que en estos fenómenos es importante que sea amplio.

En Asia la situación será mejor en la noche del día 12 al 13, y en América probablemente se verán más en la del 11 al 12.

Esperemos que las nubes no nos impidan ver el espectáculo y disfrutemos de él sabiendo lo que es, sin esperar más de lo que puede dar, cumplamos con la tradición pidiendo un deseo para cada una que veamos (aunque los deseos solo son deseos), e incluso podemos tener un atractivo adicional comprobando si cada uno de los meteoros es realmente una perseida o quizás una delta acuárida, que como recientemente escribí, aunque ya serán pocas, coinciden ambas lluvias estos días.

Posición de los radiantes y posibles trayectorias de Perseidas (marcadas en azul) y Delta Acuáridas (que he trazado en negro) para una latitud aproximada de 40ºN sobre la 1 de la madrugada, poco antes de la salida de la Luna  los días 12 y 13

Aunque no conozcamos exactamente la posición de los radiantes, por la dirección del meteoro podrá diferenciarse. Aunque cualquiera de ella puede verse en cualquier zona del cielo, si la trayectoria es clara en dirección Sur será perseida, en caso contrario delta acuárida, y en otras direcciones si está en la zona Norte del cielo será perseida y si aparece en el Sur delta acuárida. Podría haber algún caso de duda pero no hay una norma infalible porque también pueden aparecer los llamados "esporádicos" que surgen el cualquier dirección y cualquier noche.


- “las Lágrimas de San Lorenzo”

Recuerdo que hace ya bastante tiempo, recién atraído por el apasionante mundo de los astros, leí un artículo que me descubrió las Perseidas, las anunciaba como unos "fuegos artificiales" celestes que ocurrían todos los años el 11 de agosto, y que popularmente se les llamaba “Las lágrimas de San Lorenzo” por celebrarse la festividad de este santo el día 10, cuando se veían también bastantes meteoros.  

En este cuadro de Zurbarán se representa a San Lorenzo con una parrilla, objeto sobre el que sufrió martirio el 10 de agosto de 258.

Tal como recientemente he escrito, puede considerarse que esta lluvia es muy extensa en el tiempo, y dura desde el 17 de julio hasta el 24 de agosto, pero como todas las demás tiene un momento concreto en que pueden verse muchas más estrellas fugaces.

A pesar de que se sigue insistiendo en que la denominación popular se debe a la coincidencia aproximada con la festividad, lo cierto es que ahora ya está algo desfasada y lo más probable es que le pusieran ese apelativo cuando el máximo se producía precisamente el día 10. 

Porque además de posibles modificaciones por ligeras variaciones en la órbita cometaria o de la trayectoria de los meteoroides afectados por la gravedad de algún planeta, todos los fenómenos que, como éste, están relacionados con la posición de la Tierra en un punto concreto de su órbita, se van retrasando por la precesión de los equinoccios, aproximadamente un día y medio cada siglo.

El año pasado el máximo fue ya el día 13, y este año ocurriría lo mismo, si no fuese bisiesto.

 

Todas las lluvias de meteoros son diferentes, pero algo tienen las Perseidas para ser tan buenas y fiables, a pesar de que el cometa del que provienen tenga un periodo tan largo: La Tierra pasa prácticamente por el centro del tubo meteórico formado por las partículas desprendidas del cometa que siguen aproximadamente su misma órbita aunque dispersas alrededor de esa trayectoria. 

- El cometa progenitor y su órbita.

En el caso de las Perseidas, las partículas que vemos cuando se vaporizan al entrar en la atmósfera terrestre provienen del cometa del Swift-Tuttle, cuya órbita atraviesa el plano de la eclíptica (en su nodo descendente) precisamente en un punto muy próximo a la órbita terrestre.

Gráfico en planta sobre la eclíptica. La clave en cuanto a la máxima aproximación posible a la órbita terrestre está en la posición de los nodos. En este caso el descendente queda incluso mucho más cerca que la distancia a la Luna

En su próxima aproximación al Sol, en 2126, se acercará tanto a la posición de nuestro planeta que será un cometa observable a simple vista, mucho más brillante que el reciente NEOWISE.

Tiene un núcleo de 26 km, bastante grande comparado con los menos de 5 km de nuestro último visitante o los casi 15 del Halley, y se aproxima a la órbita terrestre a solo 120.000 km. Es decir, que se podría acercar a la Tierra ¡80 veces más! de lo que lo hizo el asteroide que algunos dijeron que hace dos semanas podría chocar con la Tierra, y es más del doble de grande que el que provocó la desaparición de los dinosaurios; si bien las consecuencias de un impacto quizás no fuesen tan graves porque no es lo mismo el impacto de una piedra que de una bola de hielo.

Es, por tanto, uno de esos objetos potencialmente peligrosos cuyas posiciones hay que controlar e incluso determinados cálculos daban cierta probabilidad de que impactara con la Tierra en 2126, circunstancia que luego se ha descartado al menos para los próximos 2000 años.

Los cometas son muy diferentes unos de otros, y aparte de la cantidad de meteoroides que cada uno produzca y la dispersión de los mismos, la situación de las órbitas del astro progenitor determinan las características de las lluvias de meteoros que provocan. En este caso, además de la citada cercanía a la órbita terrestre, puede mencionarse el plano orbital casi perpendicular y la dirección retrógrada.

- La primera circunstancia, aparte del peligro que en un futuro lejano pueda representar el cometa por su posible impacto con nuestro planeta, hace que la Tierra pase todos los años por el centro del tubo meteórico, donde más concentración de partículas hay y por eso es una de las mejores lluvias anuales. Además, el hecho de que nuestro planeta atraviese este tubo de un lado a otro hace que sea extensa en el tiempo y durante más de un mes puedan verse algunas perseidas.

- La trayectoria de los meteoroides, casi perpendicular por el norte, hace que el radiante se coloque en una declinación muy alta y desde el hemisferio sur terrestre se vean pocos meteoros.

Órbitas de perfil y en perspectiva

- En la figura en planta sobre la eclíptica se ve que vienen en dirección contraria a la de la Tierra (se dice que el cometa es retrógrado), y por eso la velocidad de las partículas al entrar en la atmósfera es rápida 50 km/s y duran poco. La Tierra se mueve alrededor del Sol a 30 km/s. Al venir los meteoroides casi en sentido opuesto (aunque no totalmente de frente, sino con una componente "desde arriba") hay que añadir otros 20 km/s a la velocidad relativa de impacto con la atmósfera.


- Características de otras lluvias

Estas características de cada lluvia que determinan las condiciones de visibilidad, como la velocidad o la situación del radiante, dependen de varios factores. Cada cometa es diferente, pero algunos datos sobre sus órbitas nos pueden dar algunas pistas:

- Para empezar hay un ejemplo muy ilustrativo, con dos lluvias distintas que están producidas por por el mismo cometa, que además es el famoso Halley. En dos fechas diferentes la Tierra se acerca a la órbita del cometa atravesando el tubo meteórico que evidentemente tendrá las mismas características, pero en situaciones geométricas algo diferentes.

Pero los nodos de la órbita del famoso cometa están mucho más lejanos de la órbita terrestre que en el caso del de las Perseidas, la Tierra apenas roza el tubo meteórico y por eso se ven muchos menos meteoros. El 6 de mayo es el máximo de las Eta Acuáridas, que pueden dar una tasa de hasta 50 meteoros a la hora, e impactan con la atmósfera a unos 65 km/s, y el 21 de octubre el de las Oriónidas que apenas da una THZ (tasa horaria cenital) de 20 y llegan algo más lentas, a 60 km/s.

En estas últimas la distancia de la Tierra al centro del tubo meteórico es mayor y por eso se ven menos, pero la dirección con la que inciden (contraria a la posición del Sol) hace que se vean en mejores condiciones, con el radiante más alto en plena noche. 

Aunque aparentemente el ángulo de incidencia respecto a la dirección del movimiento de la Tierra es similar en ambos casos, y ambas vienen más bien de frente, las Oriónidas viajan algo más rápidas por estar más cercanas a su perihelio.

- Las famosas Leónidas, cuyo máximo se produce alrededor del 18 de noviembre, están producidas por los restos del cometa Tempel-Tuttle inciden a gran velocidad en la atmósfera (71 km/s) ya que vienen prácticamente de frente (la inclinación orbital de 162º implica sentido contrario y casi en el mismo plano -solo 18º desde arriba-)

Aunque al igual que en el caso de las Perseidas el nodo de la órbita cometaria está muy cerca de la de la Tierra, quizás su característica principal es que los meteoroides no se dispersan demasiado y la mayoría acompañan al cometa a una distancia no excesiva y por ello la tasa depende del paso reciente del cometa, cada 33 años. Actualmente apenas surgen 5 o 10 a la hora, mientras que en 1999 llegaron a 5000 e incluso ha habido otras lluvias mucho más espectaculares.

Todas las lluvias mencionadas hasta ahora originan meteoros de alta velocidad relativa porque los astros progenitores tienen órbitas retrógradas y producen impactos frontales. Esto no ocurre en estas tres que voy a citar para terminar, donde los meteoroides circulan en sentido directo, el mismo que la Tierra, y podría decirse que los choques con la atmósfera son casi por alcance:

- Las Gemínidas con máximo el 13 de diciembre, impactan con una velocidad relativa de 35 km/s y son producidas por el asteroide Faeton (se supone que es un cometa extinto). Aunque su sentido de movimiento es directo, en el punto de intersección es casi perpendicular y da un choque lateral, con lo que la velocidad relativa es casi la misma que la que lleva la Tierra, o incluso ligeramente superior.

- Las Taúridas a principio de noviembre impactan con la atmósfera a solo 29 km/s. Están originadas por el cometa Encke, de muy corto periodo. Aunque en este caso el nodo de la órbita cometaria está alejado de la órbita terrestre, su pequeña inclinación hace que la Tierra en esas fechas roce el tubo meteórico encontrándose con con partículas que viajan en una dirección y velocidad no muy diferente produciéndose impactos casi por alcance.

- Curiosamente, dos de los ejemplos más claros de meteoros lentos (solo 18 y 20 km/s) son producidos por dos cometas con órbitas casi iguales en su tamaño e inclinación pero simétricas en su posición: el Grigg-Skjellerup es el generador de las Pi-Puppidas, visibles preferentemente desde el hemisferio sur con el máximo el 15 de abril y el Giacobini-Zinner origina las Dracónidas, mejor para el Norte con el máximo el 8 de octubre, casualmente con 6 meses de diferencia.

En ambos casos los meteoroides viajan casi acompañando a la Tierra y solo la inclinación de sus órbitas (de 22º y 32º) hace que su trayectoria no sea prácticamente paralela con la de nuestro planeta. 

Son dos de los pocos casos en que los meteoroides alcanzan a nuestro planeta por detrás (y un poco por el sur el primero y por el norte el segundo), por lo que a diferencia de la mayoría de las lluvias, se pueden ver más al principio de la noche.

Además en ambos casos su número es muy variable según los años (en ocasiones se han captado varios miles en una hora) y está relacionado con el momento del paso del cometa, pudiendo dar imágenes muy sugerentes, con sus lentas velocidades.

Órbita en planta y perfil del cometa Giacobini-Zinner, progenitor de las Dracónidas.

Sin llegar a tasas excepcionales, parece que este año 2020 las perspectivas de las Dracónidas en la noche del 8 al 9 de octubre son muy buenas, después del reciente paso del cometa.

En definitiva, tenemos a lo largo del año una gran variedad de espectáculos diferentes, que aunque para el gran público la mayoría no sean muy llamativos, permiten apreciar distintas versiones de estos fenómenos celestes.

viernes, 31 de julio de 2020

Para ir a Marte hay que tomar el camino más largo

Ahora mismo (escribo esto el 31 de julio de 2020), una nave espacial viaja a Marte a una velocidad de más de cien mil km/h que va reduciendo lentamente, y dirigiendo su trayectoria sin ninguna maniobra, automáticamente, gracias a un genio que en su confinamiento a causa de la pandemia pudo encontrar las claves para este viaje hace ya más de 3 siglos. Lo hace con calma, con los motores apagados, sin que nadie tenga la necesidad de estar controlando su velocidad o la dirección que va tomando(*).

Después de que ayer fuera el centro de las miradas de millones de personas que vieron en directo su lanzamiento, de las comprobaciones nerviosas de los ingenieros y la tensión de muchos científicos que cruzaban los dedos para que todo saliera bien y no se frustraran sus proyectos de años, ahora viaja solitaria y sin atraer la más mínima atención sobre su marcha rutinaria.

Tras el lanzamiento, y una vez Mars 2020 dirigido hacia su destino, los ingenieros de NASA se relajan, e incluso uno de ellos coge su mochila y se retira con prisa.

Si quieres revivir el momento, puedes ver aquí el vídeo de aquellos minutos cruciales: 

Si. Ayer fue un día muy especial en la historia de la exploración espacial porque se produjo, después de algunas dudas y dificultades, el lanzamiento por parte de la NASA de la misión Mars 2020, entre cuyos objetivos está el de analizar la posibilidad de existencia de vida en Marte en un pasado, y recoger muestras que serán enviadas a la Tierra en futuras misiones. Algo que no se había hecho nunca y supone un hito en la investigación del planeta rojo.

Selfie del rober Curiósity en Marte. El Mars 2020 es gemelo suyo en cuanto a estructura, pero más ambicioso en cuanto a objetivos y recursos.

Puedes encontrar mucha información de todo eso en diferentes lugares, pero hoy me voy a centrar en el viaje y la manera de realizarlo, que aunque no tiene nada de novedoso porque ya han sido muchos los ingenios espaciales que lo han llevado a cabo de forma similar, sigue siendo desconocido por mucha gente.

Aquí comenzó la aventura

MARS 2020 no es la única misión al cuarto planeta que se ha lanzado en este año tan especial para el tercero, porque además de un frustrado proyecto europeo (Las agencias espaciales rusa FKA y la europea ESA debieron retrasar el suyo hasta 2022 por diversos problemas) también China e incluso Emiratos Árabes han enviado una nave hacia Marte. Los primeros la Tianwen-1 y los segundos la Mars Hope.

Dos aspectos muy diferentes han "marcado" a este año 2020

Lo aparentemente curioso es que los tres lanzamientos han ocurrido con solo 9 días de diferencia

No es que quieran rivalizar o quitar protagonismo a los otros. Es por eso de las ventanas de lanzamiento: un periodo no muy amplio de fechas en que es posible lanzar. Si por problemas técnicos o las condiciones meteorológicas no puede hacerse entonces, habrá que esperar hasta la siguiente "ventana", en este caso dentro de un par de años

Hay una circunstancia que suele citarse en muchos lugares, y que también estos días se ha repetido pero que, sin ser falsa, induce a error a quien la oye: "Cada poco más de 2 años la Tierra y Marte se encuentran a su mínima distancia. Toca este año 2020 y es el momento de lanzar naves a Marte. Si no se hace ahora habrá que esperar a 2022" . Incluso en algún medio se cometía un claro error de fechas: "... se tiene previsto que para finales de julio Marte se ubique a unos 58 millones de kilómetros de distancia de la Tierra, siendo este el punto mas cercano entre ambos planetas". No. a finales de julio se producen los lanzamientos, pero hasta octubre no se ubicará Marte en el punto más cercano.

La distancia entre la Tierra y Marte puede variar, redondeando, entre los 60 y los 360 millones de kilómetros (aproximadamente, y según los lugares que ocupen ambos planetas en sus respectivas órbitas, al mismo lado del Sol -cuando se dice que Marte está en oposición-, o justo a la parte contraria -Marte en conjunción-).

Como esa distancia hasta el final del viaje es tan variable, por lógica parece que lo mejor es que la nave espacial recorra el camino más corto (el de la figura 1 del siguiente gráfico), y así llegaría antes y gastaría menos combustible. Pero NO es así.

Paradógicamente todas las naves lanzadas estos días recorrerán casi el camino más largo, el único posible con la tecnología actual, y así ahorrarán combustible.


Parece que el mejor itinerario es el de la figura 1, y sin embargo hacen como en la 2, o de manera muy similar. La situación está simplificada, con órbitas prácticamente circulares. En el anexo se detalla más.

En principio la lógica parece decir que hay que realizar el lanzamiento cuando los planetas están próximos. Bueno, en este supuesto (quien sabe si en un futuro será posible) en realidad habría que lanzar después de que la Tierra y Marte estuvieran en su punto de mayor proximidad (después de la oposición de Marte que será el 14 de este próximo octubre, como se muestra en la figura 1) para dar tiempo tanto a la nave como a Marte a coincidir en el punto de encuentro. Pero como digo esto es una lógica falsa y actualmente inviable

La prueba es que los lanzamientos se han producido casi 3 meses antes de la oposición marciana, según el esquema de la figura 2, cuando Marte todavía está más adelantado en su órbita que la Tierra, porque hay que darle ventaja de cara a que el planeta rojo, más lento, llegue al mismo punto y en el mismo momento que la nave. Esa "ventaja" debe ser la justa para que se encuentren (ya que la velocidad de la nave está determinada y apenas se puede modificar), y por eso la ventana de lanzamiento es estrecha.

Con la tecnología actual habría que cargar tanto combustible para ese corto viaje de la figura 1 de “solo” 60 millones de kilómetros, que el peso de la nave haría prácticamente imposible su despegue. Además hay otra circunstancia que desaconsejaría esta opción, porque el mayor impulso inicial que se le puede dar a una nave que abandone las proximidades de nuestro planeta ese el que le da la propia Tierra por su movimiento de traslación, y en ese supuesto lo haría en dirección perpendicular.

Pero... ¿Cómo puede hacer el trayecto más largo, hasta un lugar 6 veces más lejano? Porque durante el mismo no se consume energía. Va con los motores apagados, “empujada por Newton” como algunos dicen de manera figurada.

En realidad, usan la energía gravitatoria del Sol, lo mismo que todos los planetas, asteroides y cometas que se mueven alrededor de nuestra estrella y que tampoco tienen motores para recorrer sus órbitas.

La clave es que cuando la nave abandona la Tierra debe ser colocada en la dirección y velocidad precisa que tendría un supuesto asteroide (o un planeta) que tuviera una órbita elíptica con perihelio (mínima distancia al Sol) a 150 millones de km como la Tierra, y afelio (máxima distancia al Sol) 210 millones como Marte, como se recoge en el siguiente gráfico. 

La nave, después de recorrer la mitad de esa órbita, se debería encontrar con Marte, si el lanzamiento se ha realizado en la fecha adecuada. 


Un astro con una órbita de esas características tardaría unos 17 meses en completar su circunvalación al Sol, y como nuestras naves realizan solo la mitad del recorrido, llegarían en algo más de 8. Aunque esto, como todo lo anterior, se refiere a situaciones "medias" teóricas. De hecho las 3 naves ahora lanzadas tardarán algo menos en llegar. Si quieres más detalles, puedes seguir leyendo:

Los números que se han dado anteriormente son aproximados, y varían de una ventana de lanzamiento a otra. 

Por simplificar, hasta ahora se han supuesto órbitas circulares concéntricas. Pero la de Marte es algo excéntrica y aunque sigue teniendo un aspecto similar a una circunferencia, el Sol está claramente apartado del centro, con lo que al considerar las órbitas del tercero y cuarto planeta, dan la impresión de ser dos círculos no concéntricos. Ello hace que varias circunstancias relacionadas con nuestro tema, sean variables. Así mismo se han simplificado algunos aspectos, que quizás convenga precisar:

1- Concretamente las órbitas están colocadas como se indica en el siguiente gráfico, y en principio la longitud de la trayectoria que sigue la nave y la duración  teórica del viaje varían entre la dos que se han representado en él:


Por ello si se pudiera lanzar a finales de febrero el recorrido sería más corto. Pero las ventanas de lanzamiento están condicionadas por lo dicho antes respecto a la posición de Marte en cada fecha.

 Además hay que decir que éstas serían las órbitas de menor gasto energético (llamadas órbitas de transferencia de Hohmann) pero, como se aclara luego, en la práctica se modifican más o menos ligeramente.  

2- Aunque refiriéndose a los momentos de mayor proximidad de los dos planetas se suele hablar de dos años, en realidad la media son unos 780 días (poco menos de 2 años y 2 meses). En este tiempo la Tierra da  2.14 vueltas alrededor del Sol y Marte unas 1.14 vueltas. Por eso al cumplirse este periodo de tiempo las posiciones relativas se repiten, entre ellas el máximo acercamiento: aunque ésta es una clave errónea en el tema, tal como se ha dicho. En realidad para establecerse una nueva ventana de lanzamiento lo que debe repetirse es la elongación de Marte, que le dé la  "ventaja justa" para coincidir con la nave en el punto de encuentro, pero en ésto lógicamente el periodo entre una y otra es el mismo.
Recorrido aproximado de la Tierra y Marte en 780 días, entre dos oposiciones del planeta rojo intermedias entre su perihelio y su afelio.

Este periodo puede variar porque debido a la excentricidad de la órbita marciana no siempre las posiciones y las distancias son exactamente iguales, y oscila entre los 765 y 850 días.

3- Lógicamente en la práctica hay algunos detalles que se añaden a este viaje teórico, en diferentes momentos del mismo:

Después del lanzamiento de la Mars 2020 en el que se produjo el mayor gasto de energía para conseguir la velocidad de escape y salir al espacio, dio una órbita (bastante elíptica) alrededor de la Tierra acoplada aún al cuerpo del lanzador, durante la que se realizan comprobaciones y correcciones y en el momento en que, aproximadamente, sobrevuela el meridiano en el que sea medianoche un último impulso la coloca en la órbita adecuada alrededor del Sol.


¿Por qué deja la órbita terrestre en ese momento? Porque es cuando la dirección del movimiento es el adecuado, tangente a su nueva trayectoria elíptica alrededor del Sol, y cuando en el impulso se suman los efectos de la traslación terrestre y el que le da su dirección en la órbita.


De manera figurada podría decirse que ahí “Newton coge el relevo” y con la clave de la ley de la gravitación universal que descubrió durante su aislamiento en su pueblo rural de Woolsthorpe con motivo de la epidemia de peste bubónica de 1665, guía delicadamente la nave hacia Marte. Sin ruidos de motores, sin gasto de combustible, igual que nuestro planeta se mueve majestuosamente alrededor del Sol. 

(*) Bueno, ésto es la teoría que queda muy poética. En realidad los ingenieros controlan el viaje y le incordian a Newton de vez en cuando.

Lugar de Woolshhorpe donde Newton estuvo confinado y, según se dice, descubrió las claves que se utilizan en estos viajes.

Cuando en los primeros meses del próximo año estos viajeros interplanetarios lleguen a las proximidades de Marte deberán frenar para adecuarse a la velocidad del planeta rojo, y mediante diversas maniobras tomar tierra en su superficie o quedarse orbitándolo.

4- Durante el camino que yo lo he pintado plácido y perfecto, hay comprobaciones, pequeñas correcciones de rumbo, e incluso podría acelerarse la nave para que llegue antes, y esto se ha hecho algunas veces cuando éstas eran de pequeño tamaño. Pero con la envergadura (y por ello el peso) de MARS 2020 se requiere un gran gasto de energía y solo se utiliza en pequeña medida: Se puede programar en una órbita que se acerque a la posición de Marte algo antes, y con las maniobras de acercamiento necesarias pueda adecuarse a la dirección y velocidad del planeta rojo.

Así, aunque las 3 misiones citadas han sido lanzadas con muy pocos días de diferencia, las fechas de llegada están más distanciadas, y las trayectorias, que no se ajustan exactamente a la teoría de Hohmann, son ligeramente diferentes: 

Trayectorias que siguen las 3 misiones espaciales, con la fecha de lanzamiento y las posiciones de la Tierra y Marte en los momentos de comienzo y final del viaje. La que menos se desvía de la órbita de transferencia teórica (y por ello la menos complicada técnicamente) es la de Emiratos Árabes.


De todo esto, con más detalles y cálculos numéricos ya escribí otro artículo hace tiempo. Pero ahora, con los calores del verano, quizás sea más adecuado quedarse solo con la idea principal, algo aparentemente paradójico y que parece “casi mágico”, como tantas otras cosas relacionadas con los astros.

jueves, 30 de julio de 2020

Indice y selección de artículos.

En todo blog los diferentes artículos van perdiendo visibilidad con el tiempo, ocultados por los más recientes. Pero en este caso, muchos de ellos son intemporales y posiblemente sean interesantes para muchos lectores que han descubierto recientemente este blog, o que en su día no los vieron.

Por ello he elaborado una selección con mis sugerencias, dividida en 4 apartados, y un índice que aparece después, en el anexo.

Para que tenga visibilidad, este post con el índice aparecerá siempre en los primeros lugares.


Los distintos enlaces van en diferente color según su interés actual:
En verde los que pueden ser interesantes en cualquier momento
En azul aquellos que aunque se refieren a fenómenos de fechas concretas contienen, a veces en los anexos, informaciones o imágenes siempre interesantes.
En rojo algunos artículos que pueden haber perdido interés, pero siguen siendo interesantes o visualmente atractivos.

1- Algunos temas que quizás te sorprendan
2- Curiosidades o temas interesantes para no iniciados

4- Algunos artículos que tuvieron mucha aceptación en su día.


Aquí voy a ir incluyendo un índice estructurado con los artículos que creo que pueden ser más interesantes. Por no hacerlo excesivamente largo no aparecen todos, sino solo una selección de menos de la mitad de los contenidos del blog.

Si te interesa un tema en concreto hay muchos más artículos a los que puedes acceder utilizando las etiquetas temáticas del margen derecho de la pantalla.
Aunque la mayoría de los artículos están pensados para todos los públicos, muchos de ellos contienen información técnica original en los anexos que podría ser interesante incluso para iniciados o expertos.

Este post con el índice se irá actualizando y siempre estará visible en alguno de los primeros lugares.

Como hay muchos enlaces, si alguno no funcionase, te agradecería que me lo dijeras en un comentario (al final del post)

Aspectos de mecánica celeste en el Sistema Solar
         a) La Luna
b) Planetas

C) Cuerpos menores y meteoros
Medida del tiempo
a) Generalidades
22 de diciembre ¿el día más largo? (*) (Causas de la ecuación del tiempo)
Por Santa Lucía alarga el día   (Ecuación del tiempo -2) (*)


         b) Aspectos relativos a la hora y la fecha oficial.
Para gastar más energía (Cambios de horario) 
Las 12: todavía no es mediodía (Cambio horario otoño)
c) Relojes de Sol

  

martes, 28 de julio de 2020

Es tiempo de estrellas fugaces y las Delta Acuáridas ya están aquí.

Dice la tradición que si ves una estrella fugaz puedes pedir un deseo. Vamos a tener varias semanas para hacerlo y, aunque sepamos que el cielo no nos va a traer ninguna solución, de ilusiones se vive y seguro que este año 2020 muchos de esos deseos van a coincidir.

Una estrella fugaz que pude capturar el pasado verano, deja su rastro junto a la galaxia de Andrómeda

Ya están surcando nuestros cielos las estrellas fugaces “Delta Acuáridas”, que preceden a las más famosas, las “Perseidas” e incluso pueden verse simultáneamente con ellas. Esta primera lluvia, que tiene su máximo el 30 de julio  pero es muy amplia en el tiempo, se ve mejor desde el hemisferio Sur, y a mis lectores de esa mitad del planeta debo dedicarles este post, porque últimamente casi todo lo que aquí aparecía era “para el norte”.

1- Introducción para los-as no iniciados-as

Si ya conoces el tema en general, o solo te interesa ver la lluvia sin entrar en los motivos, puedes pasar directamente al punto 2. 

Siempre en esta época del año nos llegan noticias de lluvias de estrellas fugaces (técnicamente se les llama meteoros). Además de que en el hemisferio norte es verano, vacaciones, y no suele haber muchas noticias de las habituales (este año desgraciadamente si), “las cosas del cielo” encuentran su hueco.

¿Qué es una estrella fugaz? Un breve efecto luminoso producido en el cielo por una minúscula partícula de polvo que se volatiliza en la atmósfera. En ocasiones por algo más grande, una piedrecilla de pocos centímetros que se muestra espectacular, incluso iluminando la noche, y a lo que se suele dar el nombre de "bólido".

Es curioso que mucha gente solía decir “- He visto pasar un cometa” cuando veía estas cosas, por la idea errónea muy extendida de que “los cometas pasan”. Con el ejemplo que recientemente nos ha dado el espectacular NEOWISE, seguro que muchos ya se han dado cuenta de que no tiene nada que ver una cosa con otra ¿O si?

En esta magnífica imagen obtenida por Juan Pablo Revert aparece el cometa NEOWISE y un espectacular meteoro. El cometa estaba ahí, posando sin moverse (excepto el imperceptible desplazamiento debido a la rotación terrestre), mientras que el meteoro surgió de improviso y dejó esa traza vertical antes de desaparecer, en un instante.

Es curioso que los cometas cuando despliegan sus colas se convierten, por mucho, en los astros más grandes del sistema solar (unos cuantos millones de kilómetros), mientras que, como digo, las estrellas fugaces estarían producidas por los más pequeños (esas motas de polvo de apenas milímetros) que antes de que lleguen y se desintegren se les da el nombre de "meteoroides".

Y sin embargo ambos están relacionados porque esos meteoroides que provocan las lluvias de estrellas son precisamente las partículas que se desprendieron de algún cometa, formaron parte de su cola, y fueron luego viajando “a su aire” en las cercanías de la órbita del propio astro progenitor, delante o detrás de él hasta que impactan en la atmósfera terrestre, se volatilizan por su rozamiento por el aire y no es que se dejen ver, sino que ionizan esa atmósfera de manera similar a lo que ocurre en los tubos fluorescentes, y la luz que producen da la impresión de una estrella que cae. De hecho eso pensaba antiguamente mucha gente, e incluso a la noche siguiente de una fructífera lluvia de meteoros se extrañaba de que todavía quedaran tantas estrellas en el cielo a pesar de las que ellos habían visto caer.

Las fechas de cada lluvia se repiten año a año porque procede de un cometa concreto, y llegarán a nuestro planeta solo cuando éste se encuentre cercano a dicha órbita cometaria, en una zona concreta de su propia órbita, que como tarda un año en completarla cada lugar de la misma es ocupada en un día y mes concreto. Como los meteoroides vienen diseminados, la lluvia dura varios días.


Gráfico de la órbita del cometa 96p-Machholz proyectada en planta sobre el plano orbital terrestre con las posiciones de ambos astros el 30-7-2020. La inclinación de la órbita del cometa deforma la situación tridimensional, y no permite apreciar exactamente el punto de mayor proximidad  entre ambas trayectorias.

Nuestro planeta pasa por las cercanías de la órbita del cometa estos días. Aunque el cometa este año está lejos, los alrededores de toda su órbita están llenos de restos que viajan a diferente velocidad según su posición. 

Por efecto de perspectiva las estrellas fugaces de cada lluvia parecen surgir de un punto concreto del cielo, Lo mismo que los copos de nieve parecen surgir de encima nuestro y según caen vemos como que se van hacia todos los lados. A este punto se le llama "radiante".

Imagen tomada de diariodenavarra.es

En esta imagen se aprecia el radiante, pero hay que tener en cuenta que nadie verá eso en el cielo, y ninguna persona no experta podrá determinar el punto central concreto.

Por una parte, no es que todas las trayectorias pasan por el mismo punto, sino que se “encienden” más tarde, pero prolongando hacia atrás, coincidirían.

En el cielo no veremos esta imagen completa, que se ha hecho sumando varias fotos tomadas en diferentes momentos. El ejemplo de los copos de nieve solo sirve para entenderlo, porque en ese caso estamos viendo numerosos copos simultáneamente, mientras que ni siquiera en las mejores lluvias se suelen ver dos meteoros simultáneos (excepto si van próximos y por ello aparentemente paralelos). Si no dibujamos en un mapa estelar las trayectorias según les vamos viendo, no recordaremos exactamente la trayectoria de los anteriores.


Cada lluvia de estrellas recibe el nombre de la constelación donde se encuentra su radiante. Como casualmente hay dos lluvias destacadas que surgen de Acuario, en este caso se añade el nombre de una estrella destacada que está próxima (delta Acuario). Recientemente hablé de la otra, las Eta Acuáridas. 


Quizás la palabra “lluvia” pueda despistar a alguien que no haya visto nunca este fenómeno, porque en realidad es un “goteo”, muy poco a poco, y como suelo decir la que más se hace de rogar suele ser la primera y la última, por la impaciencia del observador de comenzar a ver algo, o de despedirse con una buena.

Por eso lo más importante, además de alejarte de ciudades y lugares iluminados, es tener paciencia. Aunque se anuncian 25 meteoros por hora, eso es en unos momentos concretos y unas condiciones ideales que normalmente no se producen; y si no tenemos un cielo despejado y muy oscuro, y conseguimos ver 6 u 8 ya serán muchos. Es posible que pasen 15 minutos o más sin que aparezca ningún meteoro, pero si sigues observando los verás

2- Condiciones para la observación de esta lluvia.

- En general, este año 2020 las mejores condiciones para ver las Delta Acuáridas se producirán en la segunda mitad de la noche del día 29 al 30, pero también a esas mismas horas de las fechas contiguas, esta misma noche de hoy o unos días después cuando la Luna no moleste demasiado, por dos motivos que luego detallo.

- Se ve mejor en el hemisferio Sur, tal como he dicho al principio, porque el radiante está situado cerca de la estrella delta de Acuario, constelación situada en el hemisferio Sur celeste, y concretamente el punto del radiante tiene una declinación de 16º Sur y esto significa que en Bolivia y parte de Perú y Brasil la llegarán a tener en el cénit en la segunda parte de la noche y muy alto durante bastantes horas, pudiendo observar todos los meteoros que surjan por la zona. Otras localidades como Montevideo, Buenos Aires o Santiago de Chile  llegarán a tener el radiante a unos 70º de altura con unas condiciones también muy buenas.

En verde, las zonas privilegiadas para ver esta lluvia de estrellas fugaces, cualquier año. Los límites no son estrictos, y cuanto más cerca de esa banda, mejor.

Desde la península Ibérica la máxima altura que alcanza el radiante es de 35º, y durante la mayor parte de la noche solo serían visibles menos de la mitad de los meteoros (el resto se perderían debajo del horizonte o cerca de él donde el fenómeno de la extinción las haría difíciles de ver), e incluso los que se vean serán mucho menos brillantes (están más lejos) que si el radiante está en el cenit. 

Ocurre igual, pero incluso más acentuado, que la diferencia enorme de brillo con que se ve la Estación Espacial cuando pasa por el cenit o cerca del horizonte.

En el anexo "Si quieres saber más" aparece una explicación gráfica sobre la influencia en la altura del radiante.

Como también explico luego, las condiciones varían de un año a otro y aunque leas que en este 2020 no serán buenas, sobre todo si vives en el hemisferio Sur, madruga y no hagas demasiado caso.

A este respecto, ¡Cuidado con las informaciones que puedas obtener en internet!

En este caso no me estoy refiriendo solo a inexactitudes (bueno, el subtítulo de la segunda noticia que recojo es totalmente falsa) o datos absurdos, como en otros temas, sino en algo que me acaba de ocurrir a mí mismo, por no fijarme bien.

Al buscar ayer mismo información sobre las Delta Acuáridas, porque leyendo siempre se aprende algo, las dos primeras noticias que me ha proporcionado el buscador de GOOGLE, parecían absurdas,... "con Luna Nueva" ???... porque ¡Correspondían al año pasado! 

Noticias del año 2019, que sorprendentemente son las primeras que ayer me mostró GOOGLE, y en las que no es fácil apreciar la fecha, con anotaciones significativas que he remarcado en color rojo. Gracias a que la fase lunar no corresponde con la de este año en estas fechas, me percaté de la fecha.

Frecuentemente en las informaciones vía internet de periódicos no aparece la fecha, o ésta apenas es visible y el lector, lógicamente,  puede pensar que las que aparecen en los primeros lugares sean actuales. 

En cualquier caso, el subtítulo de la noticia de El Mundo es totalmente falsa, también para el año pasado, y algo de eso explico luego. Y la referencia al Coronavirus en la noticia de La Vanguardia hace suponer que todo es actual. 

No te puedes fiar de los medios, sobre todo de los diarios de información general y ¡cuidado con las propuestas de Google! Entonces ¿cómo te puedes informar correctamente? Analiza la fiabilidad de la fuente, y en cualquier caso... No lo tienes muy difícil 


Influencia de la altura del radiante

Siempre suele mencionarse este aspecto: Si el radiante está alto se verán muchos más meteoroides ...

Suelo insistir que el tema de la posición del radiante no es la clave, sino una consecuencia geométrica debida al sentido de avance de la Tierra (al amanecer hacia arriba del observador), matizada en menor medida por la posición relativa de la órbita del cometa y el sentido de avance del mismo, y que por eso en todas las principales lluvias el radiante estará más alto al final de la noche, o al menos en el último tercio de la misma.

Sin embargo, prescindiendo de los motivos, se puede entender el porqué es mejor que el radiante esté alto, con un gráfico:

Tres lluvias idénticas (marcadas en azul, verde y rojo) pero con radiante a distinta altura se verían de manera diferente, tanto en la trayectoria de los de los meteoros como en su número (no se verá el 5 verde, y solo uno de los rojos). El límite entre las dos líneas azules (clara y oscura) sería el lugar de la atmósfera, donde se produce el meteoro (representados por trazos rectos) al volatilizarse el meteoroide (representados por puntos sus posiciones previas y dirección)

Este gráfico es solo un símil. En realidad cada lluvia se ve con el radiante a diferente altura desde los distintos lugares del planeta, pero los meteoros que se ven en un lugar no son los mismos que desde otro, porque suelen producirse a una altura de unos 100 kilómetros y son visibles desde una zona reducida de la superficie terrestre.

Incluso con el radiante por debajo del horizonte podrían verse algunos, pero muchos menos (en este gráfico solo el 1 rojo, tal como he citado)


Todos los años no son iguales

En este tema de las lluvias de meteoros puede parecer que las circunstancias se repiten de un año a otro: las fechas, la altura de los radiantes según la hora o el lugar, las latitudes idóneas de observación... Sin embargo puede haber grandes diferencias que condicionen el que se vea un buen espectáculo o no, por varias cuestiones.

a) La coincidencia de la hora del máximo (o de algún máximo especial por el tema de los filamentos) con la noche y la proximidad con la segunda parte de la misma, que es cuando más se ven. En este caso según el IGN el máximo ocurrirá a las 1:26 (Hora Central Europea) del día 30 (23:26 UTC del 29). Pero como en las Delta Acuáridas el margen de las fechas es tan elevado y el máximo no es pronunciado, no tiene mucha relevancia. Incluso en algún lugar se da el momento del máximo casi un día después. 

En otras lluvias estas condiciones determinan zonas de longitud geográfica (y por ello de hora) más favorecidas.

b) La fase Lunar. Lo ideal es la luna nueva, porque la luz de nuestro satélite siempre molesta. En este sentido puede leerse en muchos lugares que el año pasado fue muy bueno (luna nueva en el máximo) y este año bastante malo porque la noche del máximo está relativamente próxima a la Luna Llena.

Sin embargo, no estoy en absoluto de acuerdo: Precisamente debido a la fase lunar, quienes estén realmente interesados en ver esta lluvia, verán más meteoros que otras veces. Más que el pasado año con luna nueva. El motivo es que la Luna está creciente, ya pasado el cuarto, molesta mucho al principio de la noche y obliga a observar de madrugada cuando ya se haya puesto, que es precisamente cuando más meteoros surgirán, con mucha diferencia. 

Esta misma situación se dio el pasado año con las Perseidas; así lo anuncié en "Un buen año para..." , y lo corroboré con mi observación "Mi noche de ..."

c) El reciente paso del cometa progenitor en años próximos, que pudiera haber dejado gran cantidad de nuevos meteoroides. Esto fue evidente con las Perseidas en los años cercanos a 1992, y especialmente con las Leónidas (nunca olvidaré la extraordinaria lluvia de 1999 con unos 5000 meteoros a la hora). También la situación de algún filamento de meteoroides especialmente bien situado en determinado año, como en las Perseidas de 2016.

Sin embargo en el caso de las Delta Acuáridas el cortísimo periodo de su cometa progenitor de poco más de 5 años, hace que no se den variaciones significativas de un año a otro por este motivo.

 

Las teloneras en el mismo escenario y momento que las famosas

Estas dos lluvias veraniegas tienen la característica común de que son muy amplias en el tiempo y pueden verse sus meteoros durante más de un mes en cada uno de los dos casos.

Las Delta Acuáridas 12-7 al 23-8  y  las Perseidas del 17-7 al 24-8

Pero cerca de la fecha del máximo el número es muy superior, por lo que ahora a finales de julio tocan unas, y dos semanas después las otras.

Hay que decir que las famosas perseidas teóricamente proporcionarán 4 veces más meteoros que las delta acuáridas (unos 100 frente a 25 a la hora en condiciones ideales, en realidad se observarán bastantes menos). Pero los habitantes del hemisferio Sur verán muchas más delta acuáridas que los del norte y menos perseidas, por lo que ahí esta lluvia puede ser tan interesante como la otra.