Una Sombra Penumbral débil, SÍ, pero no una Sombra Umbral completamente oscura
La Estación Espacial Internacional no proyecta una sombra umbral (completamente oscura) en la Tierra, pero sí proyecta una sombra “penumbral” débil e imperceptible en la Tierra.
Para proyectar una sombra umbral, un objeto debe tener un tamaño angular mayor o igual al diámetro angular del Sol. El tamaño angular del Sol es de 32 minutos de arco (poco más de medio grado) con pequeñas variaciones durante el año. Expresado como una relación pura (o expresado como un ángulo “en radianes”), este es un ángulo de 1/108, o una relación de 1 a 108 (los ángulos pequeños en minutos de arco se pueden convertir en relaciones puras muy fácilmente : dividir por 3438 –cualquier apelación al trigonometraje es exagerado). Si cualquier objeto tiene una relación de tamaño a distancia de 1 a 108, tendrá un diámetro angular igual al del Sol y podrá cubrir exactamente el disco del Sol a esa distancia, y también a una distancia más cercana. La “umbra” o sombra completamente oscura de ese objeto se extenderá desde el objeto a una distancia 108 veces mayor que el tamaño del objeto. Si el objeto tiene una sección transversal circular, entonces la umbra es un cono que se estrecha a un punto a esa distancia de 108 veces el diámetro. Tenga en cuenta que la EEI, a pesar de su gran tamaño general, es en su mayoría un espacio vacío. Sus componentes de mayor diámetro tienen alrededor de 5 metros de ancho, lo que significa que cualquiera de ellos podría bloquear completamente el Sol en un rango de solo 540 metros (o aproximadamente 1800 pies). Ese es el límite de los conos de umbral de los componentes individuales de la estación.
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Cuando la ISS pasa directamente frente al Sol, bloquea solo una pequeña porción de la cara del Sol, produciendo un pequeño e imperceptible oscurecimiento (sombra penumbral) en la superficie de la Tierra. Esto es como la sombra en la superficie de la Tierra para un observador que ve un eclipse solar parcial, pero es una sombra excepcionalmente tenue debido a la pequeña porción del Sol cubierta por la ISS en tránsito. De hecho, el oscurecimiento durante los tránsitos recientes del planeta Venus a través del disco del Sol en 2004 y 2012 creó un mayor oscurecimiento ya que Venus, aunque un poco más pequeño en diámetro angular completo que la ISS en el cenit, es un cuerpo sólido en lugar de un marco abierto . Por supuesto, las sombras penumbrales de Venus y la EEI son completamente imperceptibles para los ojos humanos, pero quizás podrían detectarse mediante instrumentos sensibles. La disminución en el brillo del Sol durante dicho tránsito sería menor a 0.001 magnitudes astronómicas.
Podemos pensar en la sombra de otra manera: la energía solar. La energía solar a nivel del suelo es de aproximadamente 1000 vatios por metro cuadrado. Si el Sol está completamente cubierto, como en una sombra “umbral” completa, la potencia cae casi a cero (queda algo de luz por la dispersión). Esa es una sombra oscura. En la sombra “penumbral” de la estación espacial, la energía solar por metro cuadrado en la superficie de la Tierra cae aproximadamente 1 vatio durante aproximadamente un segundo cuando la EEI cruza la cara del Sol. Ese es el alcance de la “sombra” de la EEI.
Frank Reed
ReedNavigation.com