În zorii zilei de 14 noiembrie, în Nord-Estul Australiei, o echipă Știință&Tehnică va încerca, în premieră mondială, lansarea unui balon spațial în conul de umbră al eclipsei totale de Soare. De asemenea, S&T va documenta de la sol, în exclusivitate pentru publicul român, spectaculosul fenomen astronomic, prin astrofotografii profesioniste și un reportaj unic în presa autohtonă.
Problemă. Se dă o stea, o planetă şi un satelit de planetă. Ştim că satelitul are o înclinare a orbitei faţă de ecliptică de 5,145° (suplimentar, se dă înclinarea faţă de ecuatorul planetei, între 18,29° şi 28,58°), are diametrul de 3474 km şi se află la circa 384.000 km distanţă de planeta-mamă. Despre planetă se ştie că e situată la aproximativ 149,6 de milioane de kilometri distanţă de stea, iar steaua e de 109 ori mai mare în diametru faţă de planetă, care la rândul ei are o rază de 3,66 ori mai mare ca cea a satelitului. Să se afle dacă pot avea loc eclipse, unde e următoarea eclipsă de pe planeta mamă şi dacă redactorii „Ştiinţă & Tehnică” organizează o expediţie spre cel mai spectaculos fenomen natural vizibil din sistemul planetar descris mai sus.
Unde mergem mai exact
Răspuns. Vorbim desigur despre Soare, Terra şi Luna. Eclipse (tehnic ocultaţii) se produc încă de la formarea Lunii, dar totale de Soare vom avea încă circa 600 de milioane de ani, până în momentul în care Luna va fi suficient de departe de Pământ pentru că diametrul său aparent să nu-l mai acopere în întregime pe cel al Soarelui. În acest moment, Luna se îndepărtează faţă de Terra cu aproximativ 4 cm pe an.
Da, echipa „Ştiinţă & Tehnică” se deplasează pentru observarea eclipsei totale de Soare, în nord-estul Australiei. Avem în plan două experimente. Primul este de observare şi de documentare a fenomenului de la sol, iar al doilea constă în trimiterea unui balon stratosferic pentru studiul eclipsei de la 30 km în atmosfera Pământului. Deschideţi o hartă detaliată a Australiei sau folosiţi Google (Earth şi Maps) pentru a urmări uşor traseul pe care-l voi descrie mai jos.
Aterizăm în oraşul Cairns, Queensland, Peninsula Cape York, cu câteva zile înainte de eclipsă. Lăţimea benzii de totalitate a eclipsei este de 142 km, ca exemplu concret, între Cedar Bay National Park la nord şi oraşul Innisfail la sud, mergând pe coasta oceanului. Raza noastră de acţiune pare suficientă la prima vedere, dar cu o infrastructură limitată la câteva drumuri, misiunea devine grea în condiţiile în care eclipsa trebuie observată de pe un cer perfect senin. Mai mult, între Port Douglas şi Cairns se organizează un maraton în timpul eclipsei, rezultă drumul principal şi secundarele închise de poliţia locală.
Cu 2-3 zile înainte de eveniment, vom studia zona situată la vest de Cairns. Pornind din orasul Mareeba, vom ocoli prin vest Great Dividing Range – zonă muntoasă, cu vârfuri care nu depasesc totuşi 1400 m, acoperită cu pădure tropicală, imposibil de penetrat cu maşini şi echipament convenţional. Vom înainta spre Lakeland folosind drumul naţional Mulligan şi vom studia căile de acces spre localitatea Palmerville, aflată la 80 km vest de drumul principal, cam la 4 ore de condus prin outback-ul australian.
De asemenea, vom cerceta partea de nord a benzii de totalitate, între Lakeland şi Laura şi vom încerca incursiuni, de data aceasta spre sud, dar tot în direcţia Palmerville. Partea riscantă a incursiunilor în outback sunt ploile care pot „şterge” drumurile şi desigur eventualele probleme tehnice care ne pot întârzia chiar zile întregi dacă nu vom fi în stare să chemăm ajutoare. Cum reţele de telefonie şi internet nu există acolo, iar oraşele fie sunt departe fie sunt fantomatice (pe hartă apar tot felul de localităţi, dar în realitate aşezările respective sunt sezoniere şi posibil nelocuite în luna noiembrie), singurele mijloace de comunicare vor fi telefonul prin satelit şi staţiile radio. În funcţie de prognoza meteo şi de modelul de traiectorie al balonului stratosferic pe care intenţionăm să-l şi recuperăm, vom studia şi zona de sud a benzii de totalitate, adică Mareeba – Dimbulah – Walsh – Mt. Mulgrave.
Eclipsa pe scurt
Eclipsa de Soare e un fenomen natural care NU ne afectează vieţile nici în sens negativ, nici pozitiv, nu ne aşteaptă nici secetă, nici molimă, nu ne căsătorim/despărţim, nu (ne) vine sfârşitul lumii (deşi ar fi o explicaţie bună pentru „sfârşitul lumii” din decembrie, anul ăsta). Ba mai mult, nu e un fenomen atât de rar. Astfel, în 5.000 de ani (-1999 – +3000), sunt 11.898 de eclipse de Soare, dintre care 31,5% sunt totale (inclusiv hibride, adică pe o porţiune din traiectorie inelare, pe alta totale).
Pe an sunt minimum două eclipse de Soare (majoritatea sunt parţiale) şi maximum cinci. Aşadar, eclipsele, în majoritate parţiale, sunt destul de dese. Rare sunt, într-adevar, cele totale, dar nu prin prisma anilor dintre ele ci prin suprafaţa pe care o acoperă pe Pământ. Având în vedere că acoperă 0,4% din suprafaţa globului, un punct fix de pe Terra e în eclipsă totală de Soare odată la circa 380 de ani! Dar dacă eşti dispus să călătoreşti în cele mai îndepărtate zone, pe ocean sau în Antarctica, poţi vedea o eclipsă totală, în medie, odată la 1 an şi 4 luni.
Anul acesta, se produce prima eclipsă totală de Soare după cea din iulie 2010, tot în emisfera sudică şi la fel ca atunci, foarte scumpă la vedere întrucât umbra Lunii se deplasează pe aproape tot parcursul pe ocean. Singura zonă de pământ de unde se poate observa fenomenul este nordul Australiei.
Eclipsa începe chiar de la răsăritul Soarelui, în nordul extrem, la vest de oraşul Darwin, în jurul orei 5:45 dimineaţa, ora locală. Faza de totalitate ţine doar 2 minute şi începe la ora 6:38, ora locală, 22:38, ora României, dar aveţi grijă că la noi nu va fi 14 noiembrie ci 13 noiembrie seara, în cazul în care vreţi să urmăriţi live eclipsa pe un website dedicat. De altfel, această eclipsă poate părea stranie pentru că începe la răsăritul Soarelui în dimineaţa de 14 noiembrie, în Australia şi se termină la apusul Soarelui în seara zilei de 13 noiembrie în largul coastelor statului Chile. Faptul se datorează traversării liniei imaginare de demarcaţie a zilelor din Oceanul Pacific. Magnitudinea eclipsei este de 1,01815, iar raportul dintre diametrul aparent al Soarelui şi al Lunii, la momentul producerii fenomenului, este de 1,03658, din locul propus pentru observaţie.
Probleme de logistică
Aşa cum spuneam mai sus, urmărim două lucruri în această expediţie. Primul este observarea de la sol şi documentarea pentru publicul român şi nu numai a fenomenului. Al doilea experiment şi cea mai dificilă ţintă a noastră este să înălţăm un balon stratosferic, Eclipser I în conul de umbră al eclipsei, la 30 km în stratosferă.
Demersul pare simplu după experimentele din România, dar având în vedere infrastructura drumurilor, zonele vaste inaccesibile din outback-ul australian şi bugetul restrâns, misiunea se anunţă dificilă, foarte interesantă şi incitantă în acelaşi timp. Pentru zbor avem două variante de lucru.
Prima este lansarea unui planor experimental care să revină la punct fix după survolarea de la 30 km – lucru extrem de util în condiţiile lipsei de infrastructură rutieră. A doua soluţie, de rezervă, este lansarea unei nacele asemănătoare celei de la experimentele stratosferice cu care v-am obişnuit în ultimul an.
Balonul va fi dotat cu un tracker şi un modul GPS şi va fi urmărit în acelaşi sistem APRS cu care am urmărit şi baloanele Stratospherium I si II din România. Vom avea câţiva senzori pentru monitorizarea principalilor parametri atmosferici şi desigur camere foto şi video. Nu vreau să intru în amănunte de pe acum, dar vă pot spune că acest zbor este unic în istoria observării eclipselor şi sperăm să aducem din conul de umbră, de la altitudini de peste 25 km, date folositoare specialiştilor în studiul efectelor de perturbare a curenţilor de aer şi a deplasării maselor de aer, induse de fenomenul de eclipsă totală de Soare. Balonul va fi umplut cu heliu şi va fi lansat cu circa 90 de minute înaintea totalităţii. Cel mai dificil moment din expediţie va fi alegerea corectă a orei de lansare. Problema cea mare este că fenomenul durează doar 2 minute, iar balonul trebuie să atingă cel puţin 25 de km altitudine şi să se afle cam cu 20 de minute înainte de spargere.
Orice abatere de la aceste cifre poate duce la eşecul misiunii. O altă problemă majoră o reprezintă recuperarea instrumentelor. Orice operaţiune de „rescue” în zona de pădure tropicală, unde copacii ajung la 40-50 de metri înălţime sau în outback-ul australian este extrem de periculoasă şi de obicei este efectuată de o echipă de profesionişti. Probabil că şi noi vom apela la o astfel de echipă, dacă nacela va cădea într-o zonă foarte greu accesibilă.
Dacă pentru cei care urmăresc eclipsa de la sol există hărţi detaliate şi lucrurile sunt clare, pentru studiul eclipsei de la 30 km altitudine, coordonatele se schimbă. Conul de umbră este înclinat şi de aici apar câteva drifturi, vă dau doar câteva exemple. Dacă balonul ajunge la altitudinea dorită de 30de km la momentul calculat al totalităţii în zona de nord extrem a benzii de totalitate proiectată pe sol (cea cu care lucrează toţi cei care studiază fenomenul, bandă calculată de NASA), să zicem deasupra oraşului Laura, eclipsa începe mai devreme cu 44 de secunde şi durează mai mult cu 34 de secunde faţă de observatorii de la sol, din acea localitate! Dacă, din contră, balonul ajunge pe partea sudică a benzii de totalitate, simetric cu Laura faţă de limita calculată de ieşire din bandă, să zicem deasupra localităţii Tolga, la 30km altitudine avem eclipsă parţială!, în timp ce la sol e totală şi durează cam 56 de secunde. Cu alte cuvinte, misiunea se complică pentru că trebuie ales locul de lansare în aşa fel încât, după 90 de minute de zbor, balonul să atingă altitudinea dorită în partea de nord a benzii de totalitate şi nu în cea sudică!
Meteograme
Dacă balonul va ridica echipamentele la 25-30 km deasupra pământului, adică nu va fi influenţat de nori, partea de observare de la sol va trebui să ţină cont de nebulozitate, pe toată zona Queensland. Şansele de senin sunt de 50-55%, dar statistica e doar statistică. Decizia de lansare a balonului din nordul umbrei (zona Lakeland-Laura) sau sudul umbrei (mt. Mulgrave – Mareeba) va fi luată cu 12-15 ore înainte de eclipsă.
Echipa S&T va pleca spre locul de lansare încă de seara, pentru ca la 5 dimineaţa să ridicăm nacela în stratosferă. După acest moment, în cazul în care există nebulozitate locală, ne vom deplasa circa o oră, în căutarea unei zone cu cer senin pentru observaţia de la sol, cu echipament astro-fotografic şi pentru documentarea corectă a fenomenului.
În acelaşi timp se va realiza monitorizarea prin telemetrie a instrumentelor de la bordul balonului precum şi poziţia acestuia. Alegerea locului de lansare se va face pe baza studiului curenţilor de aer din straturile inferioare şi superioare ale atmosferei, cu ajutorul a două softuri specializate. Totul va fi corelat cu evoluţia norilor de la sol, pentru realizarea cu succes a celor două experimente, în acelaşi timp. Ca şi în cazul ultimelor expediţii, vom avea aliaţi de mare încredere – institutul nostru de meteorologie, cel australian dar şi celebrul profesor Jay Anderson, care a lucrat ca meteorolog la NASA.
Eclipsă în cer şi pe pământ
Deşi vom avea umbra Lunii peste ţinutul de nord al Australiei, noi, cei care observăm fenomenul, vom fi la orele prânzului lipsiţi de umbră! La ora 12, la miezul zilei, Soarele se va ridica fix deasupra capului, până la altitudinea de 90°, chiar în perioada expediţiei. Practic, orice obiect vertical îşi va pierde umbra la orele prânzului. Este o observaţie interesantă, pentru că lansarea balonului trebuie să ţină seama de înclinarea conului faţă de proiecţia umbrei pe sol. Cu alte cuvinte, chiar dacă pe hartă balonul evoluează în umbră, e posibil ca la altitudinea de 30 km să fie ieşit din conul destul de îngust de numai 142 km!
Olimpiada sportivilor s-a încheiat la Londra, dar pentru noi abia începe pe 14 noiembrie. Deşi pregătirile expediţiei durează de luni bune, „proba” noastră de eclipsă ţine doar 2 minute pe pământ şi 100 în aer. Sperăm să ne întoarcem cu „medalii” din Australia şi sperăm că galeria suporterilor cititori de Ştiinţă&Tehnică să ne susţină pe parcursul expediţiei, pentru că vă vom ţine la curent cu acţiunile noastre aproape în timp real pe site-ul www.stiintasitehnica.com şi pe pagina noastră de Facebook.
Proiectul Eclipser 1 este inițiat de astronomul amator Cătălin Beldea, cel mai mare vânător de eclipse român și realizatorul rubricii de astronomie din revista Știință&Tehnică și va fi înfăptuit împreună cu Agenția Spațială Română ROSA și cu clubul de radioamatori YO3KSR. Inginerul în tehnologii spațiale Florin Mingireanu (cercetător științific ROSA) va fi coordonatorul tehnic al zborului stratosferic, continuând buna colaborare pe care a avut-o cu Știință&Tehnică în cadrul experimentelor românești Stratospherium I și Stratospherium II, în vreme ce radioamatorul Adrian Florescu YO3HJV, președintele clubului YO3KSR, va asigura soluția de urmărire a balonului, la fel ca în cazul zborurilor din România. Echipa care va face deplasarea în Australia este completată de Marc Ulieriu, redactorul șef Știință&Tehnică, care vă va ține la curent zilnic, pe site-ul nostru și pe Facebook cu evoluția expediției. De asemenea, Știință&Tehnică mulțumește domnilor Ionel Ferțu și Aurel Chirilă pentru proiectarea și construcția nacelei Eclipser I și Duracell pentru generoasa susținere a acestui experiment unic.
UN PROIECT SUSȚINUT DE:
