O introducere in Matematica Stiintelor Spatiale

Activitatea 1: Hey, cine a stins lumina?

Astronomii au fost preocupati de urmarirea pe Soare a regiunilor active. Ei cautau regiunea activa cu numarl 5395, cand dintr-o data a explodat un nor gigantic de gaz extrem de fierbinte din aceasta zona, eveniment care a avut loc in data de 10 martie 1989. Tre zile mai tarziu, aparent fara nici o legatura cu explozia solara, oamenii din jurul lumii au putut urmarii o spectaculoasa Aurora Boreala.

Furtuna solara, de la 93 milioane km departare a declansat o serie de evenimente. Aceasta Aurora Boreala a putut fi vazuta din Florida si chiar si din Cuba.

Furtuna solara a facut mai mult decat un show de lumina pe cerul Pamantului. La 2:45 AM,13 Martie, curenti electrici creati de furtuna solara si-au facut cale inspre reteaua electrica de la hidrocentrala “Hydro-Quebec”. Condensatori gigantici au incercat sa faca fata nivelului de curent, insa acestea au esuat rand pe rand, n cateva secunde. Intreaga activitate s-a oprit deoarece, toti cei 9500 de megawati pe care hidrocentrala ii producea s-a pierdut. Dupa 18 secunde intreaga linie electrica a provinciei Quebec s-a prabusit lasand zona fara 21.500 megawati de electricitate necesara. Intregul eveniment a durat aproximativ 97 secunde.

Timp de 9 ore, aproape intreaga zona a provinciei Quebec a fost lasata in intuneric. La 1600 de km departare, in Meryland, Virginia si Pennsylvania jumatate din condensatori au esuat, de asemenea.

Aceasta calamnitate a fost frumoasa deoarece s-a petrecut cand majoritatea populatiei dormea. Nu a distrus case, nu a cauzat tornade, nu au aparut stiri dramatice la televizor, dar a cauzat una dintre cele mai frumoase Aurore Borelale vazute de om.

Calamnitatea nu a aparut in multe ziare de renume desi 6 mil. de persoane au fost afectate. Acest eveniment a lasat oamenii fara electricitate dimineata intr-o zi friguroasa de iarna.

Intrebarea 1. Furtuna solara a calatorit 150 milioane de km pana la Pamant, timp de 3 zile. Cati km au fost parcursi intr-o ora?

Intrebarea 2. Cat timp s-a scurs de la sosirea furtuni solare la Pamant si momentul n care sistemul de electricitate de la Quebec s-a prabusit?

Intrebarea 3. Cat timp a continuat pana de energie?

Intrebarea 4. Ce fel de probleme grave ar putea avea loc intr-un oras in timpul unei pene de curent pe timpul zilei? Dar pe timpul noptii?

Pe timpul zilei Pe timpul noptii

Activitatea 2: Cronologia unei furtuni solare

Exemplu:

15:21 Are loc o explozie solara

15:30 Se detecteaza o perturbare pe Pamant

Dupa cate minute se detecteaza o perturbare pe Pamant dupa explozia solara?

Raspuns: 9 minute.

Se da urmatorul tabel:

Ziua Ora EvenimentulMarti 4:50 PM Eruptie de gaz solar

Joi 3:36 AM Furtuna de plasma ajunge pe PamantJoi 5:20 AM Furtuna atinge intensitate maximaJoi 5:35 AM Puterea areolara este maximaJoi 11:29 AM Puterea areolara este minimaJoi 2:45 PM Conditii spatiale normale

Considerand datele din tabel raspundeti la urmatoarele intrebari:

1. Cat timp a trecut de la eruptia solara de gaz pana la detectarea acesteia in apropierea Pamantului?

2. In cat timp de la detectarea plasmei, aurora ajunge la intensitate maxima?

3. Cat timp a durat furtuna in apropierea Pamantului, de la detectarea plasmei pana la revenirea la conditii spatiale normale?

4. Daca Pamantul se afla la 150 mil km fata de Soare, cati km pe ora calatoreste furtuna dispre Soare spre Pamant?

Activitatea 3: Intensitati ale Aurorei Boreale

1 KW = 1000 W

1 GW = 100.000 KW = 1.000.000.000 W

Exemplu!

Cu cat este mai puternica energia unei aurore cu 987,45 GW fata de o aurora de 324,98 GW?

Raspuns: 662,47 GW

Se da urmatorul tabel care contine majoritatea furtunilor detectate de NOAA cu ajutorul satelitului POES, respectiv energia produsa a acestra exprimata in GW. Utilizati tabelul pentru a raspunde la intrebari.

1. Care este diferenta intre puretea electrica maxima si puterea electrica minima detectata?

2. Daca 48 de furtuni precum cea din 18.02.2000 ar fi combinate, cat ar fi puterea obtinuta fata de cea mai mare putere electrica din tabel?

3. Care este suma tuturor puterilor electrice?

4. De cate ori a fost mai puternica furtuna din 18 aprilie 2001 fata de furtuna detectata in 27 august 2001?

Data Puterea electrica 11.04.2001 528,1

18.04.2001 828,324.11.2001 497,718.02.2000 17,627.08.2001 96,506.11.2001 484,723.05.2002 387,305.02.2002 244,804.09.2002 580,2

Activitatea 4. Cat de mare este Aurora?

Exemplu:

1. Cu un liniar masurati dametrul Pamantului in milimetri.

(R: aproximativ 30 mm)

2. Diametrul Pamantului din imagine este 13000 km, deci scara este de 433,33 km

3. Diametrul ovalului este aproximativ 15 mm, deci utilizand scara de masura,diametrul real este de 6500 km.

Aplicatie.

In urmatoarea fotografie se poate vedea marimea aurorei in timpul unei furtuni solare.

1. Estimati diametrul exterior si interior al ovalului.2. Calculati suprafata ovalului, in milioane de km2.