jueves, 19 de diciembre de 2013

Tránsitos de satélites

Un tránsito es el momento que un satélite pasa por delante de una estrella, planeta, la Luna o el Sol. Normalmente los tránsitos cercanos a estrellas no atraen mucho, ya que en un solo paso por nuestro cielo un satélite pasa cerca de muchísimas estrellas. Pero se gana atractivo cuando un objeto grande pasa por delante de la Luna o el Sol.

Este post está inspirado en el blog de Dani Caxete, que ayer consiguió fotografiar la Estación Espacial Internacional (ISS) en el mismo instante que esta estaba alineada con la Luna y el lugar donde se encontraba. No suele ser por mucho tiempo, unas 8 décimas de segundo de media. El lugar en donde te coloques también es crítico... 100 metros desviados del centro de la predicción y no saldrá o se verá por una esquina del disco lunar. Hay que tener madera para lograrlo.
Suelen ocurrir pocas veces, y de esas pocas sólo se suele intentar cuando la Luna está casi llena, y además tiene que hacer buen tiempo. De lo contrario, si la Luna está a medio llenar (o vaciar, depende de como lo veamos) tendremos la mitad de posibilidades de cazar el objetivo.

Para lograrlo, hay que tener un equipo sofisticado, no vale una Canon de 500 euros de esas que se usan para sacarse fotos en el espejo en modo automático... Hace falta un buen trípode de 10 kilos, un telescopio que nos de suficiente campo como para que entre el disco lunar o solar de sobra, adaptadores, disparadores remotos, objetivos de 1000 euros y un montón de cosas de mas que se me escapan. Claro que, después de tener toda esa lista no vale tomársela a la ligera; hay que tener mano. Y sobre todo un buen reloj sincronizado minutos antes, con la hora GPS o un reloj atómico.

Si todo va bien, (normalmente el 50% de las veces), se logra algo parecido a esto:

La Estación Espacial Internacional, del tamaño de un campo de béisbol pasa por delante de la Luna a 535 Km del observador. Dani se ha empeñado en colocar mi nombre, para alimentar mi ego.

Montaje de 3 fotos de una ráfaga. 

Y ya para rizar el rizo rizado nos muestra el tiempo que hacía mientras sacaba la foto... Con esas nubes no voy ni a comprar el pan.


Este es sólo un ejemplo de muchos que ha conseguido Dani. El resto lo podéis ver en su galería de Flickr. Espectacular.

Volviendo de nuevo a los tránsitos, estos sólo pueden ocurrir bajo ciertas circunstancias. Cuando hablamos de tránsitos hablamos de probabilidades, ya que no hay ningún patrón entre la órbita de un satélite y la Luna.

Para que un tránsito ocurra en la latitud donde se encuentran la mayoría de mis leyentes, 40º Norte, se deben de cumplir unas reglas generales que todos los satélites en órbita baja deben cumplir. Hablo por supuesto de tránsitos lunares y solares:

-La Luna y el Sol no están nunca sobre la parte norte de nuestro cielo (puede estarlo al amanecer y anochecer un poco, pero es redundante), como mucho en una elevación de 40-50º sobre el sur. Y esta es la primera limitación: Un tránsito no puede ocurrir en el lado norte de nuestro cielo, simplemente porque la Luna o el Sol jamás están ahí. Esto les afecta a los satélites con una inclinación entre 45 y 80 grados. La inclinación es la latitud mayor que puede coger un satélite. En el caso de la ISS su inclinación es de 51,6º, así que en su culminación pasa por latitud +51:


Como tiene una inclinación mayor a la latitud en la que nos encontramos, en el 50% de los pasos tendremos la situación de que la ISS aparece por el noroeste y se va por el sureste, reduciendo el tiempo que pasa por el lado sur de nuestro cielo y aminorando las posibilidades de que pase por delante de la Luna o el Sol:

Paso por el norte del lugar de observación. Dentro del círculo verde es visible la ISS. La trayectoria pasa por el norte del lugar de observación.
La trayectoria que haría este paso por el cielo en donde se encuentra el lugar de observación (la casa) sería esta:


Apenas pasa al final del paso por el lado sur del cielo, siendo muy pocas las probabilidades de que ocurra un tránsito. En esta ocasión el Sol está en el lado norte, pero solo ocurre en verano y en el amanecer o anochecer. Un tránsito a bajas elevaciones es casi imposible de fotografiar por distorsiones de la atmósfera y sobre todo porque el satélite está muy lejos del observador y apenas se vería. Un objeto de estas inclinaciones pasa unas tres veces al día por nuestro cielo.

En cuanto a satélites en órbitas con inclinaciones de 45º a 30º, serían lo ideal, ya que nunca sobrepasarán la zona sur del cielo, y eso aumenta mucho las posibilidades de que exista un tránsito. Otra de sus ventajas viene de una desventaja: Al tener menor inclinación pasa por menos lugares, aumentando el numero de veces que pasa por nuestro cielo en un día. Mas papeletas todavía. 
Un buen ejemplo para este caso es la Estación Espacial China, la Tiangong-1, ya en desuso y esperando bajar la altitud para que reentre en la atmósfera. Es otro gran objetivo a fotografiar por los astrofotógrafos. Esta en concreto tiene más papeletas, porque orbita muy bajo últimamente, así que tiene mas revoluciones por día y pasa mas veces por nuestro cielo. Que esté más baja también la hace más grande de tamaño. Pasa entre 4 y 5 veces por día:

Paso de Tiangong-1 sobre el lugar de observación. Nunca sobrepasaría la mitad sur de nuestro cielo.

Trayectoria de Tiangong-1 en este paso. Un poco más y tenemos un tránsito por el Sol (bola amarilla). De nuevo el Sol sobrepasa la mitad sur por poco, porque en la simulación es verano.

Los satélites colocados en inclinaciones entre 0 y 25º son invisibles en estas latitudes o tienen pasos de muy poca elevación, así que se descartan directamente.

Y para acabar, los satélites en órbitas entre 80 y 90 grados, también llamadas órbitas polares:

Esta órbita va de polo a polo, pasando por todos los lugares de la Tierra tras unas cuantas revoluciones. Al ir de polo a polo, en nuestros cielos viajan de sur a norte o viceversa:

Paso de un satélite en órbita polar (ALOS). Esta tiene trampa, en realidad tiene una inclinación de 98º, que es equivalente a una órbita de 82º pero en dirección contraria, algo que no importa en este caso.

Visto desde el cielo se vería así:

Pasa de sur a norte.

La única ventaja de esta órbita es que aquí se encuentran objetos grandes. No tanto como la ISS, ni mucho menos, pero existen telescopios de observación de la tierra de unos cuantos metros de largo. El problema de estos es que no se revela su órbita y hay que calcularla con observaciones de aficionados, siendo mayor el tiempo que tarda en actualizarse su órbita. Si en dos días no se ha actualizado su órbita se puede dar por imposible de cazar, ya que se desvía en tiempo y trayectoria. Otra desventaja es que al pasar por todos los lugares de la Tierra pasa menos veces por el mismo sitio; dos veces al día o tres con suerte. La trayectoria sur norte o norte sur tampoco favorece, porque pasa la mitad del tiempo que está en el cielo en el lado norte y reduce el tiempo que pasa en el sur, bajando las probabilidades de un tránsito en un 50%. Y el colmo de estas órbitas es que quedan totalmente descartados los tránsitos lunares iluminados en invierno, por un curioso fenómeno que hace que durante todas las noches de invierno la sombra de la tierra tape al objeto.

¿Cómo se predicen los tránsitos?

Normalmente la gente utiliza Calsky, una web con todo tipo de efemérides astronómicas para aficionados con un nivel medio o alto. Simplemente nos registramos, ponemos nuestro lugar de observación y nos vamos a la sección de satélites. Clickamos en Sun/Moon Crossers, Occultations y metemos las condiciones. Le damos a GO! y listo.
El gran problema de esta página es la baja precisión que tiene, así que recomiendo mirar el paso en Heavens Above, que tiene más precisión porque no aplica unos cálculos chapuceros a la órbita.



Blog de Dani Caxete: Danikxt.blogspot.com

2 comentarios:

  1. fantástica entrada que nos esclarece muchas incógnitas sobre estos trastos.
    Solo apuntar, para no desanimar a los más inquietos, que la ISS es posible fotografiarla sin un equipo sofisticado. Aquí un ejemplo con una cámara compacta que bien podría ser hecha con uno de los moviles actuales.
    http://www.flickr.com/photos/danicaxete/5987561945/
    este otro video también con cámara compacta con zoom
    http://www.flickr.com/photos/danicaxete/5384116082/
    Los tránsitos luminosos son mucho más fáciles para empezar ya que no dependerás del tiempo exacto del reloj, a simple vista podrás verla acercarse a la Luna. Con el tiempo y experiencia se pueden probar los tránsitos en sombra y más adelante sobre el Sol con sus correspondientes medidas de seguridad.Sobre el Sol se requiere un filtro especial y ES ALTAMENTE PELIGROSO si no se tiene experiencia.
    Por supuesto que para llegar a estas últimas fotos que muestras en tu blog ya habrá que invertir en un mejor equipo como dices. Una cámara compacta o réflex que nos proporcione una velocidad de al menos 1/1000 de segundo más un teleobjetivo o telescopio de 600 mm.

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  2. Bueno no asustes mucho al personal. Tampoco es difícil intentar hacer algo decentito. Pasando de resolución que eso sí, te lo da el equipo, Que salga algo es más paciencia para el momento y un poco de suerte para que no termine por escaparse. Lo de Dani es ya profesional y el sabe de lo que hablo. Se ha montado un equipito que ya... Pero este transito lo hice sin un equipo nada, nada. Lildscopio y compacta. Nervios y como digo paciencia. Lo comento para que no se echen atras los que crean que no tienen posibilidades. Un saludo Mikel y Dani si andáis por ahí. La foto: http://flic.kr/p/avK91K

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