Eclipses

SIMULADOR 3D

¿Cómo se producen los eclipses? Muchas preguntas sobre nuestro universo observable necesitan modelos que reproduzcan la realidad a escala comprensible. 

Aquí presentamos un simulador centrado específicamente en el sistema Sol-Tierra-Luna, donde prestamos especial atención a los movimientos relativos de estos astros, y que nos servirá para explicar de forma sencilla la sucesión de las estaciones, así como otros ciclos asociados a la Luna. También reproducimos otros fenómenos como la precesión de los equinoccios o la nutación del eje terrestre provocada por la precesión de los nodos lunares.

Este simulador educativo se basa en la cinemática (los movimientos) y la geometría de la luz. No tiene en cuenta aspectos dinámicos, relativos a fuerzas o campos gravitatorios.

Para que un simulador educativo funcione en una pantalla, es necesario llegar a un compromiso entre el rigor físico (que se mantiene en las leyes dinámicas y ángulos) y la percepción visual (que debe exagerarse, ya que las escalas reales harían que los planetas fueran partículas invisibles en el vacío). Aquí tienes la clasificación exacta de qué parámetros son del universo real y cuáles han sido adaptados:

1. Parámetros COPIADOS directamente del universo real

Son los valores angulares, dinámicos y relaciones físicas que determinan los fenómenos:

• Inclinación del eje de la Tierra (Oblicuidad): Se ha fijado en 23.4∘ por defecto (el valor real es 23.44∘).

• Inclinación de la órbita lunar: Fijada en 5.1∘ respecto a la eclíptica (el valor real es 5.14∘).

• Excentricidad de la órbita de la Luna: Fijada por defecto en 0.055 (el valor real promedio es 0.0549).

• Proporción de precesiones (Nodos vs. Ábsides):

  • En la realidad, la precesión de nodos tarda 18.6 años y la de ábsides 8.85 años (el doble de rápido y en sentido inverso).

  • En el modelo se respeta estrictamente esta proporción física: la velocidad base de ábsides es 0.002 (progresiva) y la de nodos es 0.001 (regresiva).

• Dinámica orbital (2ª Ley de Kepler): La aceleración de la Luna en el perigeo y su frenado en el apogeo se calculan resolviendo la ecuación real de Kepler 

(E−esin⁡(E)=M)

• Acoplamiento de marea (Rotación síncrona): La Luna tarda exactamente lo mismo en rotar sobre sí misma que en completar una órbita, mostrando siempre la misma cara.

• Nutación del eje terrestre: El bamboleo del eje de la Tierra está físicamente ligado al período y fase de la precesión de los nodos lunares (18.6 años), como ocurre en la realidad.

2. Parámetros ADAPTADOS (No reales, optimizados para pantalla)

Son las distancias, tamaños y escalas temporales, modificados para que todo sea visible a la vez:

• Tamaño de los astros (Escala visual):

  • Real: El radio del Sol es 109 veces el de la Tierra, y la Tierra es 4 veces más grande que la Luna.

  • Modelo: El Sol tiene un radio de 12 u, la Tierra 3.5 u y la Luna 1.0 u (exagerado para que la Tierra y la Luna no sean motas de polvo invisibles junto al Sol).

• Distancias orbitales:

  • Real: La distancia al Sol es unas 390 veces la distancia a la Luna.

  • Modelo: La órbita terrestre es de 75 u y la lunar de 12 u (comprimido para encajar todo en el campo visual de la cámara).

• Días visuales por año:

  • Real: La Tierra rota 365.25 veces al año.

  • Modelo: La Tierra rota físicamente 30 veces al año. Si rotara 365 veces, el giro sería tan rápido que la superficie terrestre se vería borrosa y marearía al usuario.

• Meses visuales por año:

  • Real: La Luna completa 12.37 órbitas al año.

  • Modelo: La Luna completa 20 órbitas al año para acelerar la frecuencia de fases y eclipses y hacer la simulación más dinámica.

(Nota: En la interfaz del "Registro de eventos" se realiza una conversión matemática para que, aunque visualmente transcurran 30 días, el contador marque del día 1 al 365.25 de forma realista).

SOLAR ECLIPSE EXPLORER

Este visualizador altamente preciso usa la lista de eclipses compilada por Fred Espenak y Jan Meeus usando los Elementos Besselianos completos.

Simulador interactivo y cartografía global de eclipses solares

Solar Eclipse Explorer es una herramienta web interactiva diseñada para explorar, comprender y predecir los eclipses solares con el máximo rigor matemático y una experiencia visual intuitiva. Basada en el formalismo clásico de los Elementos Besselianos de Friedrich Bessel, la aplicación traslada la compleja geometría de la sombra lunar sobre la Tierra a un entorno visual 2D y 3D en tiempo real.

Características destacadas:

• Proyección Cartográfica y Globo 3D en Tiempo Real: Visualización simultánea de la Tierra diurna y nocturna, con trazado dinámico de los conos de umbra, antumbra y penumbra proyectándose sobre la superficie del planeta.

• Geometría Besseliana Rigurosa: Cálculo exacto de las curvas de isomagnitud (porcentaje de disco solar cubierto), límites norte/sur de la franja de totalidad o anularidad, y línea central con duración máxima de la fase cumbre.

• Puntos Subsolar y Sublunar en Vivo: Representación instantánea sobre el globo terráqueo de los puntos cenitales del Sol y de la Luna, permitiendo entender la alineación cósmica exacta en cada segundo del fenómeno.

• Perspectiva de Visibilidad Local (Mataró): Módulo dedicado para calcular las circunstancias locales: instantes de primer contacto (C1), máximo (MAX) y último contacto (C4), altitud sobre el horizonte, azimut y oscurecimiento solar local.

• Reproductor Temporal Fluido: Línea de tiempo interactiva con velocidad variable, salto instantáneo a las fases clave y sincronización precisa en horario civil (CEST) y tiempo universal (UTC).

• Canon Histórico de Eclipses y Ciclos Saros: Base de datos con los eclipses más relevantes del siglo XXI, incluyendo los grandes eclipses totales en España (2026, 2027 y 2028).

LUNAR ECLIPSE EXPLORER

Este visualizador altamente preciso usa la lista de eclipses compilada con el canon de parámetros orbitales.de Fred Espenak y Jan Meeus.

Mecánica celeste 3D a escala real y vista telescópica de eclipses lunares

Lunar Eclipse Explorer ofrece una experiencia inmersiva para estudiar los eclipses de Luna desde dos perspectivas complementarias: la visión espacial tridimensional a escala física real y la observación directa a través del telescopio desde Mataró. Desarrollada con tecnologías gráficas avanzadas (WebGL / Three.js), combina la precisión de las efemérides oficiales de la NASA y el JPL con una estética limpia y educativa.

Características destacadas

• Espacio 3D a Escala Física 1:1: Modelo orbital tridimensional que respeta rigurosamente los tamaños y distancias del sistema Tierra-Luna-Sol (1 unidad=1.000 km), mostrando la convergencia real de la umbra terrestre y la divergencia de la penumbra en el espacio profundo.

• Plano Eclíptico y Línea de Nodos: Ejes visuales diferenciados (Eclíptica en amarillo y Línea de Nodos en azul celeste) con la inclinación orbital exacta de 5,145∘, permitiendo apreciar visualmente por qué los eclipses no ocurren todos los meses.

• Marcas de Límites de Eclipse en la Órbita: Trazado de los tres umbrales angulares canónicos respecto al nodo (Totalidad a ±4,8∘, Parcialidad a ±10,6∘ y Penumbra a ±16,7∘), con rótulos optativos y oclusión física tras el planeta.

• Vista Telescópica Local (Mataró / Altacimutal): Simulación óptica en tiempo real con el Cenit hacia arriba y rotación según el ángulo paraláctico local, permitiendo anticipar exactamente cómo se verá la Luna a través del telescopio según avanza la noche.

• Enrojecimiento Atmosférico Progresivo: Transición lumínica continua (Luna de Sangre) mediante dispersión de Rayleigh simulada, oscureciendo y tiñendo la Luna de tonos cobrizos a medida que se adentra en la umbra.

• Texturas de Alta Resolución NASA LRO: Cartografía selenográfica oficial con acoplamiento de marea (tidal locking) y rotación diurna terrestre sincronizada con la hora civil local.