Il nuovo quasi-satellite della Terra

La modalità “Fixed Frame”

Come ho detto parecchie volte nei vari articoli in cui questa funzione è attiva, la modalità Fixed Frame permette di bloccare la visualizzazione su di un oggetto a scelta, lasciando muovere tutti gli altri relativamente all’oggetto fisso.
Scegliamo un livello di zoom ed un angolo di vista per mezzo del mouse ed infine attiviamo questa funzione: vedremo che la visualizzazione cambia drasticamente.
Se non fosse già così, scegliamo Earth come oggetto nella casella “Center:” : vedremo un punto al centro dello schermo con vicino un puntino celeste ed altri puntini verdi qua e là nello schermo, i pianeti, mentre il punto rosso è sempre al centro dello schermo ma più in alto o più in basso…

Tutto è fermo e cliccando ora il pulsante di “play” si compie la magia: il programma, istante per istante, traccia la posizione dei vari oggetti rispetto ad una Terra che non si muove nello spazio, pur ruotando intorno al Sole che pure lui rimane fermo nello schermo. Abbiamo puntato la nostra telecamera in modo fisso verso il Sole e lasciamo scorrere gli altri oggetti man mano che il tempo scorre.

Per quanto riguarda i pianeti, non succede niente di strano, se non per il fatto che vengono create delle delizione figure di Lissajus, presenti in elettronica ad esempio negli oscilloscopi e che compaiono tutte le volte che si ha a che fare con moti oscillatori armonici.
Quello che invece accade al puntino celeste è assolutamente nuovo, inatteso e strano: il nostro asteroidino sembra davvero ruotare intorno alla Terra, con un’orbita che cambia di poco ad ogni rivoluzione ma che sostanzialmente si sposta di quà e di là da un’orbita all’altra.

Cerchiamo di capire meglio cosa sta succedendo, vista la complessità dell’argomento, iniziando dai pianeti: Mercurio, Venere e Marte percorrono la propria orbita ogni volta passando per una traiettoria differente, chiudendo la figura solamente quando è passato un periodo di tempo strettamente legato alla durata delle orbite dei singoli pianeti, Terra compresa. Possiamo vedere che Mercurio chiude le sue strane peregrinazioni completando una specie di intarsio in circa 7 anni dopodiché passa sopra agli stessi punti percorsi tempo addietro.
Se ci pensate bene, per Venere e Mercurio, pianeti interni, stiamo vedendo istante per istante l’evolversi della cosiddetta elongazione e cioè la distanza angolare del pianeta dal Sole, tenendo conto del nostro punto di vista e del fatto che le orbite dei due pianeti sono inclinate. Per Mercurio si può vedere che dopo circa 7 anni sembra aver finito di disegnare quella specie di nido per ritornare sui propri passi: per Venere il tempo è decisamente più lungo e lascio a voi il compito di trovarlo, dopo aver aumentato lo step, con giudizio…

Prima però di analizzare quello che fa 2016HO3, conviene resettare la simulazione ed il modo più semplice di farlo è chiudere e riaprire la pagina, così almeno siamo allineati e potrete seguire meglio il mio discorso.

A partire dunque dalla situazione iniziale, poniamoci in un punto di vista particolare, sopra al Sistema Solare, a perpendicolo rispetto all’orbita della Terra: per essere più precisi spostiamo la scrollbar verticale tutta in basso, magari provando a spostarla in su ed in giù per capire cosa faccia.
Vedremo scomparire una riga gialla che punterà verso di noi, mentre l’altra riga metà giallo chiaro e metà giallo scuro rimane lì a rappresentare il coluro degli equinozi, che ruoterà intorno al Sole muovendo stavolta la scrollbar orizzontale. Qui il discorso è complicato e aggiungo solo (visto che interessa poco in questa sede) che la riga gialla chiara è diretta verso il punto gamma o dell’Ariete: per ora mettiamola in orizzontale e scegliamo un livello di zoom, per adesso senza una regola ben precisa, ma fissandolo a circa 300.

Poniamo ora la Terra al centro, mettendo Earth nella casella “Center” e clicchiamo infine su Fixed Frame. Diamo poi il “play” e godiamoci lo spettacolo: stiamo dunque in un frame fisso che ruota però intorno al Sole, con gli altri pianeti che si muovono per conto proprio ignorando quello che stiamo faendo. Ci pensa il programma a calcolare istante per istante la posizione relativa del pianeta rispetto a questo Fixed Frame.

Quello che vedremo è strano, magico: intanto vediamo solo parte dell’orbita apparente di Venere e Marte, mentre vediamo benissimo il percorso dell’asteroidino, orbita dopo orbita: per un certo periodo la traiettoria si posta o verso destra o verso sinistra fino ad un certo punto in cui torna indietro. Con un giorno di step ci vuole parecchio tempo, per cui passiamo a 3 days, perdendo però parte della bellezza delle orbite tracciate: fermiamo dunque la simulazione, impostiamo la data ad oggi, mettiamo lo step a 3 o meglio a 10 days e ripartiamo… Senza preoccuparci degli altri pianeti, ci accorgeremo che a partire dal 2022-23 le traiettorie si infittiscono e poi si spostano al contrario: è utile modificare al volo la lunghezza della coda, della scia per rendersene meglio conto.
L’ovale dell’orbita di HO3 si sposta perciò verso destra fino a circa il 2048 per poi ritornare a spostarsi verso sinistra, lentamente ma incessantemente: tutto ciò è causato dalle perturbazioni gravitazionali degli altri pianeti.

Se ritorniamo all’articolo che vi ho indicato all’inizio vediamo che abbiamo ricreato (noi, in diretta!) quello che è mostrato nella prima figura ed inoltre abbiamo verificato quanto riportato più sotto (“L’orbita di 2016 HO3 subisce anche un lento spostamento in avanti e indietro nel corso di qualche decina di anni.”)… Cosa c’è di meglio che provare di persona queste affermazioni?

Altra cosa che possiamo fare è cambiare il punto di vista iniziale, ad esempio disponendo le orbite circa di taglio: passando alla modalità fixed frame vedremo di nuovo il Sole e i pianeti interni, nonché Marte. Se dovessero disturbare (e lo fanno!) la creazione del moto orbitale del quasi-satellite, possiamo addirittura eliminarli dalla simulazione cliccando nella casella “Orbits:” : selezionando una volta Venus, la cancelliamo , per poi riproporla cliccandola di nuovo e la stessa cosa la possiamo fare per Mercury e Mars, a seconda dei nostri gusti.
Ma anche lasciandoli, vedremo la generazione di altre bellissime figure di Lissajous.
Per motivi esclusivamente tecnici di programmazione non è possibile modificare l’angolo di vista una volta all’interno del fixed frame, tant’è vero che va fissato subito prima di entrare nella simulazione.

Conclusione

Tutte queste orbite hanno un che di magico, come dicevo prima ed io starei ore ed ore a seguire le evoluzioni di pianeti e asteroidi, cambiando di volta in volta il punto di vista e lo zoom, uno differente per ogni nuova simulazione.

In fondo tutta questa questione del quasi-$satellite$ è frutto di un particolare punto di vista adottato all’interno di un frame , secondo un metodo obiettivamente antiintuitivo, tipico del comportamento di certi $asteroidi$ sotto l’influenza gravitazionale dei pianeti: nel corso degli anni e nei vari articoli che ho pubblicato sulle sonde spaziali, sugli $asteroidi$ e sui satelliti potrete ritrovare parecchio di quanto ho detto (e perciò ripetuto) oggi.

Il programma è lo stesso che avevo utilizzato ad esempio in questo articolo pubblicato a maggio del 2009: qui parlavo delle sonde STEREO.

Oops

E chi se lo ricordava? Mentre scrivevo ho lasciato scorrere il simulatore ottenendo la seguente figura

Guardate la data: 1 gennaio 2200 e lì la simulazione si è fermata nonostante i dati dell’asteroide arrivino fino al 2250: questo perché la simulazione delle orbite dei pianeti termina improrogabilmente a quella data, oltre la quale il programma si ferma. Va bene anche così…