Aardschaduw

Deze eeuw komen er geen maansverduisteringen meer, hebben astronomen bekendgemaakt. Daar staat tegenover dat we de afgelopen decennia niet te klagen hadden. De laatste verduistering, die van 16 september, was eigenlijk al zo'n beetje voorbij voor de volle maan goed boven de horizon stond maar toen hij eenmaal opdoemde was het weer indrukwekkend. Er zijn weinig andere verschijnselen die zo tastbaar maken dat de hemel drie dimensies heeft en niet twee.

Het stemt enerzijds treurig dat volgende maansverduisteringen lang zullen uitblijven, anderzijds is het een geruststellende gedachte dat de aardschaduw voor zijn bestaan niet van de maan afhankelijk is. De schaduw is er altijd, in principe staat er een schaduwvlek aan de hemel zodra de zon onder is. Het is een aardige oefening om zich voor te stellen hoe die vlek eruit zou zien als de ruimte binnen het zonnestelsel met fijne rook was gevuld en niet met bijna niets.

Het zal velen te ver voeren om op zoek te gaan naar een verschijnsel dat zich niet openbaart. Zij willen niet horen dat het zwart tussen de sterren niet overal identiek is. Dat het ene 'niets' niet is te vergelijken met het andere.

Zoals zij niet weten willen dat de tekstverwerkende computer naast gewone spaties ook cursieve en vette spaties kan maken (zoals onlangs al in deze krant is vastgesteld). Voor de anderen volgen hier wat aanwijzingen.

Het centrum van de schaduwplek die de aarde op de denkbeeldige hemelbol werpt, bevindt zich recht tegenover de zon. Dus op de snijcirkel tussen het vlak van de ecliptica (dat is het vlak waarin de aarde rond de zon draait) en die denkbeeldige bol. Die denkbeeldige snijcirkel vormt aan de nachtelijke hemel een soort boog die ook ecliptica heet; de boog loopt dwars door de sterrenbeelden van de dierenriem. Het punt recht tegenover de zon is het punt waar de maan zou staan als het volle maan was, zes sterrenbeelden verwijderd van die waarin de zon staat. Deze week is het al heel eenvoudig omdat de zon net het herfstpunt passeerde. Het aardschaduwcentrum ligt daarom vlakbij het lentepunt, tussen Waterman en Vissen. Kijk vannacht en stel vast: er is niets bijzonders te zien.

Er zweeft te weinig stof in de directe omgeving van de aarde en er zijn juist weer te veel sterren, daar ligt het aan.Er komt nog eens bij dat de schaduwplek geen helder begrenzing heeft omdat de aardbewoner de schaduw vanuit de schaduw bekijkt. Alsof er vanuit de koplamp van een auto naar de verdwijnende lichtbundel gekeken wordt. Men kan vuistenballen en verwensingen uiten, maar te zien is er niets. Verdrietig.

Blijft dan de aardschaduw de komende jaren onzichtbaar? Welnee, beweren de auteurs Lynch en Livingston van het boek 'Color and light in nature' (Cambridge University Press, 1995), de aardschaduw is elke dag te zien kort nadat de zon is ondergegaan. Tegenover het punt waar de zon verdween schuift dan langzaam een donkere band vanaf de horizon langs de hemel omhoog en dat is de aardschaduw. Wie er wel eens naar gekeken heeft, kan niet ontkennen dat er wat te zien is, maar vraagt zich af of het niet gewoon de nacht is die daar omhoogkruipt. Of dat het een soort omgekeerde ijsblink is: de lucht wordt donker omdat er geen lichtweerkaatsend landschap meer onder ligt.

Zo komen we op de kunstmanen die eigenlijk de aanleiding waren voor dit stukje. Want het zijn de kunstmanen, zeggen kunstmanenkijkers, die de aardschaduw zichtbaar maken. Juist dankzij die eigenschap kan de domme leek ze 's nachts van hoogvliegende vliegtuigen onderscheiden. Kunstmanen kunnen pardoes onzichtbaar worden als ze in de aardschaduw duiken, vliegtuigen doen dat nooit. Omdat kunstmanen zo makkelijk in de aardschaduw terecht komen kun je ze alleen kort na zonsondergang zien, zeggen de kunstmanenkijkers.

Van AW-wege zijn er nog herinneringen aan de zogenoemde Echo-ballon die omstreeks 1960 werd gelanceerd en die, als het geheugen niet bedriegt, wel degelijk ook midden in de nacht zichtbaar voorbij trok. De vraag is dus: hoe makkelijk belandt een kunstmaan in de aardschaduw?

Kunstmanen worden in heel verschillende hoogten om de aarde gebracht. Spionagesatellieten vliegen soms niet hoger dan 160 kilometer, de zogenoemde geostationaire satellieten, die vaste posities boven de aarde hebben (zoals de bekende Meteosat) staan op 36.000 kilometer afstand.

Maar de meeste kunstmanen draaien hun baantjes op hoogten tsssen de 500 en 1.000 kilometer. Dat correspondeert met een omwentelingssnelheid van 95 tot 105 minuten, en het is dus veel eerder de typische snelheid waaraan de kunstmaan is te herkennen dan zijn neiging om plotseling onzichtbaar te worden.

De gemiddelde kunstmaan draait op 750 kilomter hoogte om de aarde.

Hoeveel tijd brengt zo'n satelliet per omwenteling in de aardschaduw door? Daar is, ontdekte het AW-team wat aan de late kant, niet eenvoudig antwoord op te geven. Alleen als de satelliet in het eclipticavlak draait ligt het eenvoudig; dan zal, leren enige goniometrische handgrepen, ongeveer 35 procent van de baan in de aardschaduw liggen. In theorie is het mogelijk een satelliet een baan te geven die niet door de aardschaduw gaat, bijna alle satellieten liggen tussen de nul en 35 procent. Hoe groot per baansoort en per passage-moment de kans is dat een satelliet de aardschaduw treft, is niet een-twee-drie na te gaan.

Zo dreigt dit stukje meer teleurstelling te bieden dan strikt genomen noodzakelijk was. Daarom voor de aardigheid een kleine rekenoefening aan de schijnbare breedte van de aardschaduw op een afstand van 60,3 aardstralen van de aarde. Dat is: bij de maan. Neem aan dat de aardschaduw niet convergeert (de zon staat ver genoeg) en vind met de eenvoudigste gonioformule dat de breedte ongeveer 2 graden is. Dat is viermaal de schijnbare diameter van de maan. Bekijk de foto's van de verduistering en geef toe: dat zit er niet ver naast.