MEDIDA CON RADAR DE LA VELOCIDAD DE ROTACIóN DE

MEDIDA CON RADAR DE LA VELOCIDAD DE ROTACIóN DE MERCURIO
Introducción
Mercurio es el planeta más interior del Sistema Solar. Debido a su proximidad al Sol, a su
pequeño tamaño y al bajo contraste de su superficie, es muy difícil medir su velocidad de rotación
con telescopios ópticos.
En los años sesenta se usó la técnica del radar y el efecto Doppler para medir esta velocidad.
En esta práctica vamos simular el envío de un pulso de radar a Mercurio y la recepción de su
reflexión en la superficie del planeta. Analizaremos el espectro del "eco'' a distintos tiempos para
obtener la velocidad de rotación de Mercurio y nuestra distancia a ese planeta.
Finalmente, repetiremos esta "medida'' varias veces para estimar la forma de la órbita de
Mercurio y su periodo de rotación alrededor del Sol.
Material
Adjunto a este guión encontrarás un guión en inglés del ejercicio Radar measurement of the
rotation rate of Mercury de la serie Contemporary Laboratory Exercises in Astronomy (CLEA) en
el que está basado esta práctica. Este guión de CLEA hace referencia a un artículo de Sky &
Telescope que tendréis que consultar para responder algunas de las cuestiones. Esta práctica
también hace uso de un programa de ordenador bajo el sistema operativo Windows. Este programa
está disponible en el Laboratorio de Simulación y Computación de la Facultad de Ciencias.
Realización de la práctica
Se trata de seguir el guión de CLEA paso a paso, rellenando la tabla de la página 13 y
contestando a las cuestiones que encontraréis al final de este guión. Para responder a algunas de las
cuestiones podeis necesitar consultar algún libro de texto de los disponibles en la biblioteca.
Una vez que hayáis leido la introducción podeis empezar a usar el programa. En primer
lugar debeis rellenar la información que os pide: los nombres de los integrantes del grupo y el
número del grupo.
Entraréis directamente en el simulador de radiotelescopio. Lo primero que debéis hacer es
arrancar el programa de efemérides y calcular la posición de Mercurio el 21 de Marzo del 2002 a
mediodía. Tomad nota de la distancia a la tierra esperada y de sus coordenadas. Moved el
radiotelescopio a esa posición y enviad el pulso. Mientras viaja el pulso y vuelve el eco, calculad d,
x e y según se indica en el guión.
Cuando vuelva el eco debéis tomar nota del tiempo total que ha tardado el pulso en ir y
volver. También debéis medir las frecuencias que os indican en el guión y calcular la velocidad de
rotación de Mercurio, con sus barras de error.
Cálculo de la órbita de Mercurio (opcional)
Usando el tiempo total de ida y vuelta podéis calcular la distancia entre la Tierra y Mercurio
en ese momento. Medid la distancia entre la Tierra y Mercurio y anotad las coordenadas de
Mercurio cada siete días (del ordenador) durante tres meses.
Suponiendo que la Tierra se mueve en una órbita perfectamente circular a velocidad
constante, y que Mercurio se mueve exactamente sobre la eclíptica, calculad las posiciones del Sol
y de Mercurio cada uno de esos días. Dibujad la órbita de Mercurio.
Discusión de los resultados
Al finalizar la práctica debéis entregar un informe explicando los pasos que habéis seguido,
con las respuestas (razonadas) a las cuestiones planteadas, y con la tabla de la página 13 con los
datos que hayáis tomado.
Se valorará una presentación ordenada, razonada y clara. No es necesario que perdáis el
tiempo con gráficos que no se os han pedido, ni con introducciones que se suponen conocidas.
Ateneos al guión.
Cuestiones
1. En tantos por ciento ¿cuánto es la diferencia entre el valor que habéis obtenido y el valor
aceptado de 59 días?
2. Usando el corrimiento Doppler del punto sub-radar, calculad la velocidad orbital de Mercurio
en km/s. Dibuja un esquema de las posiciones relativas de la Tierra, el Sol y Mercurio. A la
vista de este esquema ¿es razonable la respuesta que habéis dado?
3. Usad la distancia entre la Tierra y Mercurio que os ha dado el programa de efemérides y el
tiempo que ha tardado el eco del radar en volver para estimar el número de kilómetros en una
UA.
4. ¿Es circular la órbita de Mercurio? ¿Cuál es su periodo aproximado? ¿Coincide con el de la
bibliografía? (opcional)