La historia de la astronáutica, como cualquier otra industria, contiene ejemplos de soluciones ingeniosas cuando el objetivo deseado se logró de una manera hermosa e inesperada. La URSS/Rusia no tuvo suerte con la disponibilidad de la órbita geoestacionaria. Pero en lugar de alcanzarlo con cohetes más pesados o intentar reducir la masa de la carga útil, a los desarrolladores se les ocurrió la idea de utilizar una órbita especial. Nuestra historia de hoy trata sobre esta órbita y los satélites que todavía la utilizan.
Física
Hablando de órbitas geoestacionarias y altamente elípticas, es necesario recordar un concepto como inclinación orbital. En este caso, la inclinación orbital es el ángulo entre el plano ecuatorial de la Tierra y el plano orbital del satélite:
Si lanzamos desde el cosmódromo y comenzamos a acelerar hacia el este, la órbita resultante tendrá una inclinación igual a la latitud del cosmódromo. Si comenzamos a acelerar, desviándonos hacia el norte, entonces la inclinación resultante será mayor. Si nosotros, pensando que esto debería reducir la inclinación, comenzamos a acelerar hacia el sureste, la órbita resultante también tendrá una inclinación mayor que nuestra latitud. ¿Por qué? Mire la imagen: cuando se acelera hacia el este, el punto más al norte de la proyección de la órbita (línea azul) será nuestro cosmódromo. Y si aceleramos hacia el sureste, entonces el punto más al norte de la proyección de la órbita resultante estará al norte de nuestro cosmódromo, y la inclinación de la órbita será mayor que la latitud del cosmódromo:
Conclusión: al lanzar una nave espacial, la inclinación inicial de su órbita no puede ser menor que la latitud del cosmódromo.
Para entrar en la órbita geoestacionaria (inclinación de 0°), es necesario restablecer la inclinación a cero, pero esto requiere combustible adicional (la física de este proceso - ). El cosmódromo de Baikonur tiene una latitud de 45° y, dado que las etapas gastadas de los cohetes no deben caer en China, los cohetes se lanzan hacia el noreste en rutas con una inclinación de 65° y 51,6°. Como resultado, el vehículo de lanzamiento 8K78 de cuatro etapas, que lanzó una tonelada y media a la Luna y casi una tonelada a Marte, sólo pudo lanzar ~100 kg a la órbita geoestacionaria. A principios de los años 60, ningún país podía colocar un satélite de comunicaciones geoestacionario completo en semejante masa. Tuvimos que pensar en algo más. La mecánica orbital acudió al rescate. Cuanto mayor es la altitud del satélite, más lento se mueve en relación con la Tierra. A una altitud de 36.000 km sobre el ecuador, el satélite flotará constantemente sobre un punto de la Tierra (ésta es la idea sobre la que funciona la órbita geoestacionaria). Y si ponemos un satélite en una órbita que es una elipse alargada, entonces su velocidad cambiará mucho. En la periapsis (el punto de la órbita más cercano a la Tierra) volará muy rápidamente, pero en la zona de la apoapsis (el punto de la órbita más alejado de la Tierra) prácticamente flotará en el lugar durante varias horas. Si marca la trayectoria del satélite con puntos a intervalos de una hora, obtendrá la siguiente imagen:
Además de estar casi inmóvil, a gran altura el satélite verá una vasta zona de nuestro planeta y podrá proporcionar comunicaciones entre puntos distantes. La gran inclinación de la órbita permitirá que incluso en el Ártico no haya problemas con la recepción de la señal. Y si elige una inclinación cercana a 63,4°, entonces la interferencia gravitacional de la Tierra será mínima y podrá estar en órbita prácticamente sin corrección. Así nació la órbita Molniya con los siguientes parámetros:
- Pericentro: 500 km
- Apocentro: 40.000 km
- Inclinación: 62,8°
- Periodo de circulación: 12 horas
Encarnación en hierro
El cohete 8K78 podría lanzar hasta 1.600 kg a una órbita muy elíptica. Para los desarrolladores, esto fue felicidad: fue posible fabricar un satélite poderoso con grandes capacidades y al mismo tiempo "limpiarles la nariz" a los estadounidenses, cuyos satélites de comunicaciones no excedían los 300 kg de masa. El dispositivo resultante impresionó por sus características:
El equipo satelital incluía tres repetidores con una potencia de 40 W y dos de respaldo con una potencia de 20 W, y la electricidad para ellos se generaba mediante paneles solares con una potencia total de un kilovatio y medio. Para recibir y transmitir datos se utilizaron dos antenas parabólicas controladas con un diámetro de 1,4 metros. El dispositivo estaba controlado por un dispositivo de tiempo de programa de transistores, el antepasado de las computadoras modernas, y la orientación estaba respaldada por un exclusivo giroscopio de tres potencias. El sistema de control implementaba complejos algoritmos para los modos de vuelo con orientación de tres ejes. En el lugar de trabajo, el dispositivo mantuvo una orientación constante con paneles solares hacia el Sol, acompañando a la Tierra con antenas principales controladas. Una vez completada la sección de trabajo, el dispositivo giró según los datos verticales infrarrojos hasta ocupar una posición paralela al vector de velocidad orbital en el pericentro. En la zona del periapsis, según comandos almacenados en la memoria, podía corregir la órbita.
Vista superior, el cono del sistema de propulsión y los cilindros de bolas de nitrógeno comprimido para el sistema de control de actitud son claramente visibles.
Vista inferior, paneles solares visibles, unidad de sensor al final y antenas.
Se suponía que la vida útil del dispositivo superaría el año, una cifra fantástica en aquella época. El dispositivo se llamó "Molniya" y, de cara al futuro, digamos que resultó ser tan histórico que tanto la órbita como el vehículo de lanzamiento 8K78 recibieron su nombre.
Explotación
Vehículo de lanzamiento "Molniya-M", descendiente del LV "Molniya"
En aquel momento, empezar no pudo haber sido fácil. El 4 de junio de 1964, el primer Molniya no alcanzó la órbita debido a un fallo del vehículo de lanzamiento. El 22 de agosto de 1964, el segundo vehículo fue lanzado con éxito a una órbita cercana a la de diseño. Pero aquí está el problema: ambas antenas principales, que se suponía que debían duplicarse, no se abrieron. La investigación estableció que durante las pruebas se descubrieron daños en el aislamiento del cable en una de las antenas y las varillas de la antena, según la decisión del diseñador, se envolvieron adicionalmente con cinta de cloruro de vinilo. En el espacio, a la sombra de los paneles solares, la cinta se congeló y los resortes, con los que ya era difícil abrir las antenas, no pudieron superar el plástico congelado. El segundo Molniya se perdió. Para el futuro, el problema fue fácil de solucionar: los resortes de las varillas de la antena fueron reemplazados por motores eléctricos que garantizaban la apertura completa de las antenas. Finalmente, el 23 de abril de 1965, se lanzó con éxito el tercer Molniya y resultó estar en pleno funcionamiento. Hubo un momento de nervios en el que el relé principal no quiso encenderse a la primera, pero después de varios tediosos minutos de envío continuo de comandos desde la Tierra para encender el repetidor, finalmente se encendió. Se estableció comunicación entre Moscú y Vladivostok a través del primer satélite de retransmisión soviético:
Las primeras imágenes de televisión transmitidas con Molniya
La alta potencia de la señal significó que no se necesitaban grandes antenas para recibirla; se comenzaron a construir pabellones Orbit relativamente pequeños en todo el país:
La red de estaciones de radiodifusión por satélite cubrió rápidamente el norte y el este de la URSS:
Y la televisión por satélite, a partir de un milagro técnico, rápidamente se convirtió en algo común; el presidente del comité regional en el Lejano Oriente anunció inmediatamente que en caso de problemas con la transmisión de programas se quejaría personalmente ante Brezhnev. En 1984, el número de estaciones Orbita superó el centenar, lo que hizo que la televisión por satélite soviética estuviera disponible incluso en las ciudades pequeñas. Las estaciones transmitieron la señal de Moscú al centro de televisión local, que, a su vez, atendió a un área grande.
Los primeros satélites Molniya no lograron superar la vida útil de un año. Debido a que el satélite pasaba a través de los cinturones de radiación cuatro veces al día, los paneles solares comenzaron a degradarse rápidamente. El primer "Lightning" pudo sobrevivir de abril a noviembre. Al diseño del satélite se le añadieron paneles solares de respaldo, que se desplegaron si era necesario tras la degradación de los principales. Ya "Molniya" No. 7 pudo existir activamente desde octubre de 1966 hasta enero de 1968. Para los satélites soviéticos, esto fue un tiempo muy largo.
"Lightning" fue desarrollado en S.P. Design Bureau. Korolev, y ya en 1965, la producción comenzó a transferirse a la "sucursal número 2" de Krasnoyarsk bajo el liderazgo de Mikhail Reshetnev. Así comenzó la gloriosa historia de la empresa, que ahora se conoce como JSC ISS. Académico Reshetnev. Los dispositivos Molniya se desarrollaron activamente. La antena parabólica fue reemplazada por una de cuatro hélices:
Interesantes imágenes de prueba y una historia sobre una antena de cuatro hélices:
Paneles solares adicionales
Los dispositivos cambiaron al rango de longitud de onda centimétrica, aprendieron a transmitir no a todo el país, sino a zonas horarias individuales, la cantidad de canales de comunicación y su capacidad aumentaron constantemente. Con el tiempo, Molniyas dejó de utilizarse para transmisiones de televisión civiles y se convirtieron principalmente en satélites de comunicaciones militares. El último aparato de la familia Molniya, el Molniya-3K, se lanzó al mercado en 2001.
Hoy y mañana
Las transmisiones de televisión civiles en la URSS/Rusia finalmente pasaron a la órbita geoestacionaria. Apareció un vehículo de lanzamiento Proton más elevador, que comenzó a lanzar satélites a la estación geoestacionaria en 1975. El pabellón Orbit requería una antena móvil de doce metros y era inferior a las "parabólicas" que ahora se encuentran en todas partes. Los satélites Molniya acabaron con sus vidas. Pero la órbita de Molniya no murió. Tiene demanda en nuestras altas latitudes, y ahora los satélites de comunicaciones Meridian vuelan sobre él, y desde 2012 se está desarrollando el sistema meteorológico del Ártico. Las propiedades únicas de la órbita también se utilizan en el extranjero: el satélite militar estadounidense NROL-35, presumiblemente relacionado con los satélites del sistema de alerta de ataques con misiles y lanzado en diciembre de 2014, fue lanzado a la órbita de Molniya. Quién sabe, tal vez el rayo en las manos de la niña en el emblema de la misión sea una pista del nombre de la órbita.
Una variante de la órbita Molniya, la órbita Tundra con un apocentro de 46.000 a 52.000 kilómetros y un período orbital de un día, es utilizada por tres radiosatélites Sirius XM y el sistema de navegación japonés QZSS.
En el futuro, la órbita de Molniya no será olvidada. La órbita geoestacionaria está sobrecargada; alternativamente, los satélites pueden comenzar a moverse hacia órbitas muy elípticas. E incluso más allá de la Tierra, la invención de la balística soviética puede encontrar aplicación: en el proyecto de una misión tripulada a Marte HERRO, se propone utilizar un análogo de la órbita Molniya para controlar robots en la superficie en tiempo real.
Hay 3 opciones para desorbitar: pasar a una nueva órbita (que a su vez puede estar más cerca o más lejos del Sol, o incluso ser muy alargada), caer hacia el Sol y abandonar el sistema solar. Consideremos sólo la tercera opción, que, en mi opinión, es la más interesante.
A medida que nos alejemos del sol, habrá menos luz ultravioleta disponible para la fotosíntesis y la temperatura media del planeta disminuirá año tras año. Las plantas serán las primeras en sufrir, lo que provocará importantes alteraciones en las cadenas alimentarias y los ecosistemas. Y la edad de hielo llegará bastante rápido. Los únicos oasis con más o menos condiciones estarán cerca de manantiales geotérmicos y géiseres. Pero no por mucho.
Después de un cierto número de años (por cierto, ya no habrá estaciones), a cierta distancia del sol, comenzarán lluvias inusuales en la superficie de nuestro planeta. Serán lluvias de oxígeno. Si tienes suerte, tal vez nieve por el oxígeno. No puedo decir con certeza si la gente en la superficie podrá adaptarse a esto; tampoco habrá alimentos, el acero en tales condiciones será demasiado frágil, por lo que no está claro cómo obtener combustible. la superficie del océano se congelará a una profundidad considerable, la capa de hielo debido a la expansión del hielo cubrirá toda la superficie del planeta excepto las montañas: nuestro planeta se volverá blanco.
Pero la temperatura del núcleo y del manto del planeta no cambiará, por lo que bajo la capa de hielo, a una profundidad de varios kilómetros, la temperatura seguirá siendo bastante tolerable. (si cavas una mina de este tipo y le proporcionas alimento y oxígeno constantes, incluso puedes vivir allí)
Lo más divertido está en las profundidades del mar. Donde ni siquiera ahora penetra un rayo de luz. Allí, a una profundidad de varios kilómetros bajo la superficie del océano, se encuentran ecosistemas enteros que no dependen en absoluto del sol, de la fotosíntesis ni del calor solar. Tiene sus propios ciclos de sustancias, quimiosíntesis en lugar de fotosíntesis, y la temperatura necesaria se mantiene gracias al calor de nuestro planeta (actividad volcánica, fuentes termales submarinas, etc.), ya que la temperatura en el interior de nuestro planeta está asegurada por su gravedad. , masa, incluso sin el sol, también está fuera de los sistemas solares, allí se mantendrán condiciones estables y la temperatura requerida. Y la vida que hierve en las profundidades del mar, en el fondo del océano, ni siquiera notará que el sol ha desaparecido. Esa vida ni siquiera sabrá que nuestro planeta alguna vez giró alrededor del sol. Quizás evolucione.
También es poco probable, pero también posible, que una bola de nieve, la Tierra, algún día, miles de millones de años después, vuele hacia una de las estrellas de nuestra galaxia y caiga en su órbita. También es posible que en esa órbita de otra estrella nuestro planeta se “descongela” y aparezcan en la superficie condiciones favorables para la vida. Quizás la vida en las profundidades del mar, habiendo superado todo este camino, vuelva a salir a la superficie, como ya sucedió una vez. Quizás, como resultado de la evolución, después de esto vuelva a aparecer vida inteligente en nuestro planeta. Y finalmente, tal vez encuentren medios sobrevivientes con preguntas y respuestas del sitio en los restos de uno de los centros de datos.
Conocido tres procesos cíclicos, lo que conduce a fluctuaciones lentas, denominadas seculares, en los valores de la constante solar. Los cambios climáticos seculares correspondientes suelen estar asociados con estas fluctuaciones en la constante solar, lo que se reflejó en los trabajos de M.V. Lomonósov, A.I. Voeykova y otros. Posteriormente, al desarrollar este tema, surgió hipótesis astronómica del señor Milankovitch, explicando los cambios en el clima de la Tierra en el pasado geológico. Las fluctuaciones seculares de la constante solar están asociadas con cambios lentos en la forma y posición de la órbita terrestre, así como con la orientación del eje terrestre en el espacio mundial, causados por la atracción mutua de la Tierra y otros planetas. Dado que las masas de los demás planetas del Sistema Solar son significativamente menores que la masa del Sol, su influencia se siente en forma de pequeñas perturbaciones de los elementos de la órbita terrestre. Como resultado de la compleja interacción de las fuerzas gravitacionales, la trayectoria de la Tierra alrededor del Sol no es una elipse constante, sino una curva cerrada bastante compleja. La irradiación de la Tierra siguiendo esta curva cambia continuamente.
El primer proceso cíclico es cambio en la forma orbital de elíptica a casi circular con un período de unos 100.000 años; se llama oscilación de excentricidad. La excentricidad caracteriza el alargamiento de la elipse (excentricidad pequeña – órbita redonda, excentricidad grande – órbita – elipse alargada). Las estimaciones muestran que el tiempo característico de cambio de excentricidad es de 10 5 años (100.000 años).
Arroz. 3.1 − Cambio en la excentricidad orbital de la Tierra (no a escala) (de J. Silver, 2009)
Los cambios de excentricidad no son periódicos. Fluctúan alrededor del valor de 0,028, oscilando entre 0,0163 y 0,0658. Actualmente, la excentricidad orbital de 0,0167 sigue disminuyendo y su valor mínimo se alcanzará en 25 mil años. También se esperan períodos más largos de disminución de la excentricidad, hasta 400 mil años. Un cambio en la excentricidad de la órbita terrestre conduce a un cambio en la distancia entre la Tierra y el Sol y, en consecuencia, en la cantidad de energía suministrada por unidad de tiempo a una unidad de área perpendicular a los rayos del sol en el límite superior de la atmósfera. Se encontró que cuando la excentricidad cambia de 0,0007 a 0,0658, la diferencia entre los flujos de energía solar de la excentricidad en los casos en que la Tierra pasa por el perihelio y el afelio de la órbita cambia del 7 al 20-26% de la constante solar. Actualmente, la órbita de la Tierra es ligeramente elíptica y la diferencia en el flujo de energía solar es de aproximadamente el 7%. Durante la mayor elipticidad, esta diferencia puede alcanzar el 20-26%. De esto se deduce que en pequeñas excentricidades la cantidad de energía solar que llega a la Tierra, situada en el perihelio (147 millones de kilómetros) o en el afelio (152 millones de kilómetros) de la órbita, difiere ligeramente. En la mayor excentricidad, llega más energía al perihelio que al afelio en una cantidad igual a un cuarto de la constante solar. En las fluctuaciones de excentricidad se identifican los siguientes períodos característicos: aproximadamente 0,1; 0,425 y 1,2 millones de años.
El segundo proceso cíclico es un cambio en la inclinación del eje de la Tierra con respecto al plano de la eclíptica, que tiene un período de unos 41.000 años. Durante este tiempo, la pendiente cambia de 22,5° (21,1) a 24,5° (Fig. 3.2). Actualmente es 23°26"30". Un aumento en el ángulo conduce a un aumento en la altura del Sol en verano y una disminución en invierno. Al mismo tiempo, la insolación aumentará en latitudes altas, y en el ecuador disminuirá ligeramente. Cuanto menor sea esta inclinación, menor será la diferencia entre el invierno y el verano. Los inviernos más cálidos tienden a tener más nieve y los veranos más fríos evitan que toda la nieve se derrita. La nieve se acumula en la Tierra, fomentando el crecimiento de los glaciares. La pendiente aumenta, las estaciones se vuelven más pronunciadas, los inviernos son más fríos y hay menos nieve, y los veranos son más cálidos y hay más nieve y hielo derretido, lo que favorece el retroceso de los glaciares hacia las regiones polares, por lo que al aumentar el ángulo aumenta la estacionalidad. , pero reduce las diferencias latitudinales en la cantidad de radiación solar en la Tierra.
Arroz. 3.2 – Cambio en la inclinación del eje de rotación de la Tierra a lo largo del tiempo (de J. Silver, 2009)
El tercer proceso cíclico es la oscilación del eje de rotación del globo, llamada precesión. Precesión del eje terrestre.- Este es el lento movimiento del eje de rotación de la Tierra a lo largo de un cono circular. El cambio en la orientación del eje de la Tierra en el espacio mundial se debe a la discrepancia entre el centro de la Tierra, debido a su achatamiento, y el eje gravitacional Tierra-Luna-Sol. Como resultado, el eje de la Tierra describe una determinada superficie cónica (Fig. 3.3). El período de esta oscilación es de unos 26.000 años.
Arroz. 3.3 – Precesión de la órbita terrestre
Actualmente, la Tierra está más cerca del Sol en enero que en junio. Pero debido a la precesión, después de 13.000 años estará más cerca del Sol en junio que en enero. Esto conducirá a mayores variaciones estacionales de temperatura en el hemisferio norte. La precesión del eje terrestre conduce a un cambio mutuo en la posición de los puntos de los solsticios de invierno y verano con respecto al perihelio de la órbita. El período con el que se repite la posición mutua del perihelio orbital y el punto del solsticio de invierno es igual a 21 mil años. Más recientemente, en 1250, el perihelio de la órbita coincidió con el solsticio de invierno. La Tierra ahora pasa el perihelio el 4 de enero y el solsticio de invierno ocurre el 22 de diciembre. La diferencia entre ellos es de 13 días, o 12º65". La próxima coincidencia del perihelio con el punto del solsticio de invierno se producirá dentro de 20 mil años, y la anterior fue hace 22 mil años. Sin embargo, entre estos eventos coincidió el punto del solsticio de verano. con el perihelio.
Con pequeñas excentricidades, la posición de los solsticios de verano e invierno con respecto al perihelio orbital no conduce a un cambio significativo en la cantidad de calor que ingresa a la Tierra durante las estaciones de invierno y verano. El panorama cambia drásticamente si la excentricidad orbital resulta ser grande, por ejemplo 0,06. Así era la excentricidad hace 230 mil años y así será dentro de 620 mil años. Con grandes excentricidades de la Tierra, la parte de la órbita adyacente al perihelio, donde la cantidad de energía solar es mayor, pasa rápidamente, y la parte restante de la órbita alargada a través del equinoccio de primavera hasta el afelio pasa lentamente, durante un largo tiempo. tiempo estando a gran distancia del Sol. Si en este momento coinciden el perihelio y el punto del solsticio de invierno, el hemisferio norte experimentará un invierno corto y cálido y un verano largo y fresco, mientras que el hemisferio sur experimentará un verano corto y cálido y un invierno largo y frío. Si el punto del solsticio de verano coincide con el perihelio de la órbita, se observarán veranos calurosos e inviernos largos y fríos en el hemisferio norte, y viceversa en el hemisferio sur. Los veranos largos, frescos y húmedos favorecen el crecimiento de los glaciares en el hemisferio donde se concentra la mayor parte de la tierra.
Por lo tanto, todas las fluctuaciones de radiación solar de diferentes tamaños enumeradas se superponen entre sí y dan un curso secular complejo de cambios en la constante solar y, en consecuencia, un impacto significativo en las condiciones para la formación del clima a través de cambios en la cantidad de radiación solar recibida. Las fluctuaciones del calor solar son más pronunciadas cuando estos tres procesos cíclicos están en fase. Entonces son posibles grandes glaciaciones o el derretimiento total de los glaciares de la Tierra.
En la primera mitad del siglo XX se propuso una descripción teórica detallada de los mecanismos de influencia de los ciclos astronómicos en el clima terrestre. el destacado astrónomo y geofísico serbio Milutin Milankovic, quien desarrolló la teoría de la periodicidad de las edades de hielo. Milankovitch planteó la hipótesis de que los cambios cíclicos en la excentricidad de la órbita de la Tierra (su elipticidad), las fluctuaciones en el ángulo de inclinación del eje de rotación del planeta y la precesión de este eje pueden provocar cambios significativos en el clima de la Tierra. Por ejemplo, hace unos 23 millones de años coincidieron los períodos del valor mínimo de la excentricidad de la órbita terrestre y el cambio mínimo en la inclinación del eje de rotación de la Tierra (es esta inclinación la responsable del cambio de estaciones). Durante 200 mil años, los cambios climáticos estacionales en la Tierra fueron mínimos, ya que la órbita de la Tierra era casi circular y la inclinación del eje de la Tierra se mantuvo casi sin cambios. Como resultado, la diferencia entre las temperaturas de verano e invierno en los polos fue de solo unos pocos grados, el hielo no tuvo tiempo de derretirse durante el verano y hubo un aumento notable en su área.
La teoría de Milankovitch ha sido criticada repetidamente, ya que las variaciones en la radiación por estas razones relativamente pequeño, y se expresaron dudas sobre si cambios tan pequeños en la radiación de altas latitudes podrían causar fluctuaciones climáticas significativas y conducir a glaciaciones. En la segunda mitad del siglo XX. Se ha obtenido una cantidad significativa de evidencia nueva sobre las fluctuaciones climáticas globales en el Pleistoceno. Una proporción significativa de ellos son columnas de sedimentos oceánicos, que tienen una ventaja importante sobre los sedimentos terrestres porque tienen una integridad de la secuencia de sedimentos mucho mayor que en la tierra, donde los sedimentos a menudo han sido desplazados en el espacio y redepositados repetidamente. A continuación se llevó a cabo el análisis espectral de tales secuencias oceánicas que datan de hace aproximadamente 500 mil años. Se seleccionaron para su análisis dos núcleos del Océano Índico central entre la convergencia subtropical y el frente polar oceánico antártico (43–46°S). Esta zona está igualmente alejada de los continentes y, por lo tanto, se ve poco afectada por las fluctuaciones en los procesos de erosión en ellos. Al mismo tiempo, la zona se caracteriza por una tasa de sedimentación bastante alta (más de 3 cm/1000 años), por lo que se pueden distinguir fluctuaciones climáticas con un período significativamente inferior a 20 mil años. Como indicadores de las fluctuaciones climáticas, seleccionamos el contenido relativo del isótopo pesado de oxígeno δO 18 en los foraminíferos planctónicos, la composición de especies de las comunidades de radiolarios, así como el contenido relativo (en porcentaje) de una de las especies de radiolarios. Cycladophora davisiana. El primer indicador refleja cambios en la composición isotópica del agua del océano asociados con la aparición y el derretimiento de las capas de hielo en el hemisferio norte. El segundo indicador muestra las fluctuaciones pasadas en la temperatura del agua superficial (T s) . El tercer indicador es insensible a la temperatura, pero sí a la salinidad. Los espectros de vibración de cada uno de los tres indicadores muestran la presencia de tres picos (Fig. 3.4). El pico más grande ocurre aproximadamente a los 100 mil años, el segundo más grande a los 42 mil años y el tercero a los 23 mil años. El primero de estos períodos está muy cerca del período de cambio de la excentricidad orbital, y las fases de los cambios coinciden. El segundo período de fluctuaciones en los indicadores climáticos coincide con el período de cambios en el ángulo de inclinación del eje terrestre. En este caso, se mantiene una relación de fase constante. Finalmente, el tercer período corresponde a cambios cuasiperiódicos de precesión.
Arroz. 3.4. Espectros de oscilación de algunos parámetros astronómicos:
1 - inclinación del eje, 2 - precesión ( A); insolación a 55° sur. w. en invierno ( b) y 60° N. w. en verano ( V), así como los espectros de cambios en tres indicadores climáticos seleccionados durante los últimos 468 mil años (Hays J.D., Imbrie J., Shackleton N.J., 1976)
Todo esto nos hace considerar los cambios en los parámetros de la órbita terrestre y la inclinación del eje terrestre como factores importantes en el cambio climático e indica el triunfo de la teoría astronómica de Milankovitch. En última instancia, las fluctuaciones climáticas globales en el Pleistoceno pueden explicarse precisamente por estos cambios (Monin A.S., Shishkov Yu.A., 1979).
Los científicos que perforan rocas antiguas en el desierto de Arizona dicen haber detectado un cambio gradual en la órbita de la Tierra que se repite cada 405.000 años, lo que influye en las variaciones naturales del clima.
Los astrofísicos han planteado durante mucho tiempo la hipótesis de que el ciclo existe basándose en cálculos de la mecánica celeste, pero los autores de un nuevo estudio han encontrado la primera evidencia física verificable.
Demostraron que el ciclo fue estable durante cientos de millones de años, comenzando con la llegada de los dinosaurios y todavía funcionando en la actualidad. La investigación podría tener implicaciones no sólo para la investigación climática, sino también para nuestra comprensión de la evolución de la vida en la Tierra y la evolución del sistema solar.
Los científicos han creído durante décadas que la órbita de la Tierra alrededor del Sol cambia de casi circular a aproximadamente un 5 por ciento elíptica y viceversa cada 405.000 años. Se cree que el cambio se debe a una interacción compleja con las influencias gravitacionales de Venus y Júpiter, junto con otros cuerpos del sistema solar, ya que todos orbitan alrededor del Sol.
Los astrofísicos creen que las matemáticas detrás del ciclo son confiables hasta 50 millones de años, pero después de eso el problema se vuelve demasiado complejo porque hay demasiados factores a considerar.
"Hay otros ciclos orbitales más cortos, pero cuando miras hacia atrás en el tiempo, es muy difícil saber con qué estás lidiando en un momento dado porque todo cambia constantemente", dijo el autor principal Dennis Kent, experto en paleomagnetismo. ... en el Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia y la Universidad de Rutgers.
La nueva evidencia se encuentra a 500 metros de roca que Kent y sus coautores perforaron en un parque nacional de Arizona en 2013, así como en núcleos profundos anteriores de los suburbios de Nueva York y Nueva Jersey. Las rocas de Arizona se formaron durante el Triásico Superior, hace entre 209 y 215 millones de años, cuando la zona estaba cubierta por ríos serpenteantes que depositaban sedimentos. Los primeros dinosaurios comenzaron a evolucionar en esta época.
Los científicos estudiaron las rocas de Arizona analizando capas incrustadas de ceniza volcánica que contienen radioisótopos que se desintegran a ritmos predecibles. Dentro de los sedimentos, también detectaron repetidas inversiones en la polaridad del campo magnético del planeta. Luego, el equipo comparó estos datos con los núcleos de Nueva York y Nueva Jersey, que penetraron en lagos y suelos antiguos que conservaban evidencia de períodos húmedos y secos alternos en la historia de la Tierra.
Kent y Olsen han sostenido durante mucho tiempo que los cambios climáticos evidentes en las rocas de Nueva York y Nueva Jersey estaban controlados por el ciclo de 405.000 años. Sin embargo, no existen capas de ceniza volcánica para establecer fechas exactas. Pero estos núcleos contienen inversiones de polaridad como las que se encuentran en Arizona.
Al combinar los dos conjuntos de datos, el equipo demostró que ambas ubicaciones estaban cambiando al mismo tiempo y que el intervalo de 405.000 años es de hecho una especie de controlador maestro de las fluctuaciones climáticas. El paleontólogo Paul Olsen, coautor del estudio, dijo que el ciclo no cambia directamente el clima; más bien, mejora o debilita los efectos de ciclos más cortos que operan de manera más directa.
Los movimientos planetarios que impulsan las variaciones climáticas se conocen como ciclos de Milankovitch, en honor al matemático serbio que los desarrolló en la década de 1920. Consisten en un ciclo de 100.000 años en la excentricidad de la órbita terrestre, similar al gran bamboleo de 405.000 años; Ciclo de 41.000 años en la inclinación del eje de la Tierra con respecto a su órbita alrededor del Sol; y un ciclo de 21.000 años causado por la oscilación del eje del planeta. En conjunto, estos cambios cambian la proporción de energía solar que llega al hemisferio norte y esto, a su vez, afecta el clima.
En la década de 1970, los científicos demostraron que los ciclos de Milankovitch eran responsables del calentamiento y enfriamiento repetidos del planeta y, por tanto, del inicio y cese de las edades de hielo durante los últimos millones de años.
Pero todavía discuten sobre las inconsistencias en los datos durante este período, así como sobre la relación entre los ciclos, con niveles crecientes y decrecientes de dióxido de carbono, por un lado, y aparentes controles climáticos subyacentes, por el otro. Comprender cómo funcionaba todo esto en un pasado más lejano es aún más difícil. En primer lugar, es casi seguro que las frecuencias de los ciclos más cortos han cambiado con el tiempo, pero nadie puede decir con certeza en qué medida.
Por otra parte, los ciclos se influyen constantemente entre sí. A veces algunos no coinciden en efecto con otros y tienden a anularse mutuamente; o varios ciclos pueden alinearse uno tras otro para iniciar cambios repentinos y radicales. Hacer los cálculos sobre cómo podrían encajar todos se vuelve aún más difícil si queremos mirar más atrás en el tiempo.
Kent y Olsen dicen que cada 405.000 años, cuando la excentricidad orbital está en su punto máximo, las diferencias estacionales causadas por ciclos más cortos se vuelven más intensas; el verano es más caluroso y el invierno más frío; El período seco es aún más seco, el período lluvioso es aún más húmedo.
Lo contrario ocurrirá 202.500 años después, cuando la órbita de la Tierra será más circular. Durante el Triásico Superior, por razones desconocidas, hizo mucho más calor que ahora, después de muchos ciclos, y prácticamente no hubo glaciación. El ciclo de 405.000 años se manifestó entonces alternando períodos húmedos y secos. Las precipitaciones alcanzaron su punto máximo cuando la órbita era más excéntrica, creando profundas extensiones de agua que dejaron capas de esquisto negro en el este de América del Norte. Cuando la órbita estaba más cerca del círculo, se secaron, dejando capas de suelo más ligeras.
Debido a todos los factores en competencia, Kent y Olsen dicen que todavía hay mucho que aprender. "Este es un material realmente difícil", dijo Olsen. “Utilizamos básicamente el mismo tipo de matemáticas que utilizamos para enviar naves espaciales y, por supuesto, funciona. Pero una vez que empiezas a extender los movimientos interplanetarios hacia atrás en el tiempo para descubrir los efectos sobre el clima, no puedes pretender entender exactamente cómo funciona todo". Según él, el ritmo metronómico del ciclo de 405 mil puede ayudar a los investigadores a comprender esta difícil cuestión.
En caso de que se lo pregunte, la Tierra se encuentra actualmente en una parte casi circular del período de 405.000 años. ¿Qué significa esto para nosotros? "Probablemente nada demasiado notable", dice Kent. "Todos estos están bastante abajo en la lista de muchos otros factores que pueden influir en el clima a lo largo del tiempo y que nos importan". Dennis Kent señala que, según la teoría de Milankovitch, deberíamos estar en el pico de la tendencia al calentamiento en el ciclo de 20.000 años que terminó con la última edad de hielo; La Tierra puede eventualmente comenzar a enfriarse nuevamente dentro de miles de años, y tal vez entonces ocurra otra edad de hielo.
Más información: Dennis V. Kent y otros, “Evidencia empírica de la estabilidad del ciclo de excentricidad de Júpiter-Venus de 405 kiloaños durante cientos de millones de años”, PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1800891115
"...Estoy empezando una serie de trabajos sobre cómo es realmente el Universo.
¿Estás listo lector? Bueno, entonces aguanta y cuida tu cordura. Ahora será verdad. Pero primero respóndeme una pregunta:
¿En qué se diferencia la astronomía de la astrología?
En astrología hay 12 signos del Zodíaco y en astronomía hay 13 constelaciones. Zmeelov también se suma a los conocidos por todos. En astrología, todos los signos se dividen en meses, 12 con un número aproximadamente igual de días, un homenaje al sistema métrico. En astronomía todo es diferente: un círculo tiene 360 grados y cada constelación tiene sus propias dimensiones angulares. Las constelaciones son diferentes y sus magnitudes angulares son diferentes. Si los convertimos a radianes y a radianes en días, queda bastante claro que las constelaciones tienen diferentes duraciones en días. Es decir, el Sol, moviéndose en diferentes constelaciones, las atraviesa en diferente número de días.
Tauro – 14.05 – 23.06
Géminis 23.06 – 20.07
Cáncer 20.07 – 11.08
León 11.08 – 17.09
Virgo 17.09 – 21.10
Libra 21.10 – 22.11
Escorpio 22.11 – 30.11
Cazador de serpientes 30.11 – 18.12
Sagitario 12.18 – 19.01
Capricornio 19.01 – 16.02
Acuario 16.02 – 12.03
Piscis 12.03 – 18.04
Aries 18.04 – 14.05
Como puede ver, según las observaciones astronómicas, las constelaciones reales del Sol se ubican en intervalos completamente diferentes y los meses astronómicos son todos diferentes: de 8 días a 42.
La Tierra no sólo gira alrededor del Sol, sino que el Sol también gira alrededor de cierto centro en el plano de la eclíptica. Si imaginas una figura geométrica de un toro, similar a un donut, entonces en el medio del toro se encuentran los zodíacos, que podemos observar desde los lugares donde vive la humanidad en el planeta. En los polos se presenta una imagen diferente del mundo estelar. Entonces, el sistema solar se mueve a lo largo del interior del donut, y en el donut mismo se encuentran las estrellas visibles para nosotros.
Cuando el Sol está en una de las constelaciones del Zodíaco, no podemos ver en cuál está, ya que es luz blanca y la estrella nos ciega, y las estrellas no son visibles en el cielo. ¿Qué hacen los astrólogos? Exactamente a las 12 de la noche, miran al cielo y ven qué constelación es la más alta, para luego tomar exactamente lo contrario en el SIGNO Zodíaco dibujado en círculo, donde todos los meses son casi iguales. Esto determina en qué constelación se encuentra el Sol ahora. Pero eso es mentira. Mostré que las constelaciones tienen diferentes tamaños en el cielo, lo que significa que el Signo Zodíaco aceptado en el mundo es simplemente una convención. Es decir, los Signos del Zodíaco en realidad representan meses ficticios que no están relacionados con el ciclo anual.
De cara al futuro, quiero decir que todo este sistema con un toro no está inmóvil, sino que se mueve a lo largo de un eje determinado, mientras que los planetas del sistema solar se mueven en una pequeña espiral alrededor del Sol y el Sol se mueve en una gran espiral en el interior. el toro. ..."
