PLANISFERIO GEO-ESTELAR SOLAR.
OBJETO DE LA INVENCIÓN.
La presente invención se refiere a un mecanismo didáctico y científico que simula los movimientos de rotación y de traslación de la tierra reproduciendo así la sucesión de los días y de las noches y el proceso de las estaciones.
Muestra la cambiante distribución de la superficie terrestre iluminada o no por el sol según la hora del día y la estación del año. Relaciona los puntos de la tierra con las estrellas señalando al mismo tiempo la altura del sol sobre el horizonte. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN. Desde antiguo han existido instrumentos para el tratamiento didáctico y científico de la astronomía. La analema medía la declinación solar y el astrolabio, perfeccionado más tarde por la azafea, determinaba la altura de los astros. En la esfera armilar, los círculos celestes son representados por anillos exteriores a una esfera que representaba la tierra. Hay buscadores de estrellas que relacionan la posición de éstas con su teórico observador.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.
La idea esencial de la presente invención consiste en que los dos principales movimientos de la tierra, la rotación y la traslación, causantes de la sucesión noche/día y del proceso de las estaciones, pueden simularse mediante un mecanismo compuesto por la superposición de tres láminas (1, 2, 3) que rotan entre sí unidas por dos centros de giro diferentes (4, 5).
Las dos láminas inferiores consisten en sendos planisferios, terrestre (1) y celeste (2), ambos con centro polar (4), que rotan concéntricamente sobre el punto donde se superponen los polos de ambos planisferios. Estos polos serán el norte o el sur según que esta invención esté destinada al hemisferio boreal o austral.
La lámina superior (3), que es trasparente al igual que el planisferio celeste (2) al que va anclada, rota excéntricamente a las dos restantes láminas ya que tiene su centro de giro en el polo de la eclíptica (5) situado sobre el paralelo 66,5 del planisferio celeste.
Esta lámina superior (3) tiene por objeto acotar sobre el planisferio terrestre las áreas iluminadas (6) o no iluminadas (7) por el sol (8) según la hora del día y la estación del año.
Dicha lámina (3) está dividida en dos mitades (7, 8) por una recta (9) que, pasando por el punto de giro (5), determina sobre el planisferio terrestre una zona iluminada y otra no iluminada por el sol (8) situado a 90 grados de distancia del centro de la eclíptica (5), sobre la mediatriz imaginaria de la línea (9). La proyección de esta línea
(9) sobre el planisferio terrestre marca el crepúsculo.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
De este modo, al rotar la lámina excéntrica (3) sobre el planisferio celeste, la imagen del sol (8) se desliza sobre la línea de la eclíptica (10) en la que se ha despreciado su pequeñísima excentricidad.
En el planisferio terrestre hay una línea oval (1 1) indicadora del horizonte teórico del usuario. En el celeste está marcada la línea de la eclíptica (10) en la que van señaladas las fechas indicadoras de las posiciones del sol a lo largo de su aparente recorrido anual por el zodiaco.
Si se fija el planisferio terrestre y se hace girar el celeste en el sentido de las agujas del reloj, se representa el movimiento aparente diurno del sol y de la bóveda celeste. Si, por el contrario, se fija el celeste y se hace rotar el terrestre contra el sentido propio de las agujas del reloj, se simula el movimiento real diario de la tierra.
En ambos casos, la lamina excéntrica (3) participará del mismo estado de movimiento o quietud que tenga el planisferio celeste al que va fija, aunque conservando su propio movimiento rotatorio sobre su específico centro de giro (5), en contra del sentido de las agujas del reloj.
Mediante este giro, anual a escala de tiempo real, de la lámina (3) sobre el polo de la eclíptica (5), se visualiza cómo, según las estaciones y las latitudes, varía la duración de los días y de las noches al mismo tiempo que se comprueba cómo en las regiones polares sólo hay un día y una noche anual con ocasión de los solsticios, separados por un largo crepúsculo coincidente con los equinoccios.
Este mismo giro de la lámina (3) sirve para mostrar cómo el día solar tiene mayor duración que el día sidéreo ya que, si suponemos al "planisferio geo-estelar" movido por un mecanismo de relojería, tanto si está fijo el planisferio celeste como si lo está el terrestre, ocurrirá que dos superposiciones consecutivas de una estrella con el mismo meridiano terrestre tendrán lugar en menos tiempo que dos superposiciones consecutivas del sol sobre el mismo meridiano. Breve descripción de los dibujos.
Como ilustración de la memoria se adjuntan los siguientes dibujos: Figura 1 - Muestra un planisferio terrestre circular, con centro en el polo norte, y abarcando el área comprendida hasta los 30 grados latitud sur.
Figura 2 - Muestra un planisferio celeste circular, con centro en el polo norte celeste y abarcando el área comprendida hasta el paralelo 30 latitud sur. Figura 3.- Muestra una lámina trasparente, con centro en el polo de la eclíptica, con una mitad sombreada y con la imagen del sol en la otra mitad. Figura 4 - Muestra una composición del "Planisferio geo-estelar solar" con las tres láminas separadas.
Figura 5.- Muestra el "Planisferio geo-estelar solar" con las tres láminas colocadas como en el modelo real.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
Descripción del funcionamiento de una realización preferente.
El "Planisferio geo-estelar solar", cuyo funcionamiento se va a describir, abarca en sus representaciones terrestre y celeste, el área comprendida entre el polo norte y el paralelo 30 latitud sur a fin de permitir el íntegro trazado de la eclíptica. En el borde del planisferio terrestre hay una regla circular graduada (12) según los husos horarios. En este mismo planisferio hay una línea oval (11) que representa el horizonte teórico del observador. Asimismo, en el borde del planisferio celeste hay una regla circular (13) graduada según los días y meses del año.
La lámina excéntrica (3) tiene un radio que supera en 23,5 a los radios de las otras dos láminas (1, 2), a fin de compensar la excentricidad de dicha lámina con relación a las otras dos
Seguidamente se describe cómo, mediante el "Planisferio geo-estelar solar" se pueden resolver las siguientes cuestiones que a continuación se proponen.
Previamente, hemos de tener en cuenta que el "Planisferio geo-estelar solar" sólo considera dos de los movimientos terrestres y no tiene en cuenta la pequeña excentricidad de la eclíptica.
Ia- Cómo se realiza en el hemisferio norte la sucesión día-noche en los días 21 de marzo y 21 de diciembre.
2a.- A qué altura se ve el sol a mediodía desde el centro de España en el solsticio de verano.
3".- Qué estrella o constelación, invisibles a causa de la luz solar, se encuentran sobre nuestra vertical a las doce del mediodía el día 28 de diciembre.
La solución a las cuestiones planteadas en el primer apartado se obtiene haciendo girar la lámina excéntrica (3) sobre su soporte, el planisferio celeste, hasta conseguir que la figura del sol (8) se superponga con el meridiano que coincida con las fechas indicadas. Seguidamente, para simular el transcurso de un día, se imprimirá a uno de los planisferios un giro de 360 grados, siendo a favor del sentido de las agujas del reloj si es el planisferio celeste el que rota y haciéndolo en sentido contrario si es el planisferio terrestre el que gira. En el caso del 21 de marzo, se verá que por estar el polo norte (4) que es el centro de giro de ambos planisferios y el polo de la eclíptica (5) alineados sobre la recta (9), que es la línea del crepúsculo, al realizarse el anteriormente citado giro de 360 grados, sobre el polo permanecerá un crepúsculo de 24 horas. También se verá que la imagen del sol (8) cae sobre el ecuador. En el caso del 21 de diciembre, al encontrarse el polo norte (4), el polo de la ecliptica (5) y la figura del sol en línea recta, al efectuarse el giro de 360° de uno de los planisferios para simular una rotación completa de la tierra, se comprobará que hay una región circumpolar limitada por el paralelo 66,5 en la que la noche dura 24 horas.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
Para resolver el problema planteado en el segundo apartado, se hace girar la lámina excéntrica (3) sobre su soporte, el planisferio celeste (2), de modo que la figura del sol (8) coincida con el meridiano celeste que en la regla graduada (13) se corresponda con la fecha indicada. Se verá que el sol se encuentra junto al objeto astronómico M 35 situado en el mismo meridiano celeste que el de la estrella Betelgeuse de Orion.
Seguidamente haremos coincidir este meridiano celeste con el meridiano terrestre del centro de España. La respuesta vendrá dada por la diferencia entre 90 y el número de grados que separan el paralelo 40 y el paralelo donde se encuentra el sol, o sea, 90-(40- 23,5)=73,5 grados. En efecto, si al sol le faltan 16,5 grados para estar sobre la vertical de Madrid, habrá que restar estos grados del ángulo recto.
Para la resolución del tercer supuesto se hará coincidir la hora, marcada sobre la regla del planisferio terrestre, con la fecha, señalada en el planisferio celeste. Se verá que sobre la vertical de los observadores del centro de España se cierne Vega, el alfa de Lira.
Aplicaciones industriales de la invención.
El planisferio geo-estelar solar sirve como instrumento didáctico para la enseñanza de la astronomía. Tiene también la aplicación de poder funcionar como esfera de relojes. En este caso, pueden emplearse únicamente los dos planisferios o bien las tres láminas que constituyen la invención completa.
En el primer supuesto, además de marcar la hora, se muestran las posiciones relativas de las estrellas con respecto a los puntos de la tierra. En el segundo caso, además de lo anterior, se representa la altura del sol en los diferentes lugares de la tierra así como la distribución de las áreas iluminadas o no iluminadas por el sol.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)