¿Cómo se ve el sistema Sol-Tierra-Luna desde el punto Sol-Tierra L-2?

Traté esto como un problema de geometría y se me ocurrió esto:

• El sol es el gran disco amarillo.
• La tierra es el disco negro más grande, oscureciendo la mayor parte del sol.
• El disco gris oscuro de la izquierda es la luna en su tránsito por el lado cercano de la tierra, con respecto a L2. En realidad en esta posición, el disco de la luna aparecería completamente negro. Lo hice gris oscuro con fines ilustrativos.
• El disco gris oscuro de la derecha es la luna mientras transita detrás del lado más alejado de la tierra, con respecto a L2. En esta posición, la luna podría no aparecer como un disco completamente negro; es posible que esté iluminada de alguna manera por la luz reflejada en la parte posterior de la tierra. Sin embargo, este efecto bien puede ser mínimo dado el abrumador poder de la luz directa del anillo solar.

Mis números se ven un poco diferentes a los de @PearsonArtPhoto, así que aquí están:

Promedios de wikipedia/google:

• Distancia Sol-Tierra: 150 millones de Km
• Distancia Tierra-Luna: 384.000 Km
• Distancia Tierra-L2: 1,5 millones de Km
• Radio del sol: 696.000 Km
• Radio de la Tierra: 6370 Km
• Radio de la Luna: 1740 Km

A partir de estos calculé:

• Distancia Sol-L2: 151,5 millones de Km

• Ángulo del radio del sol: 4590 μrad

• Ángulo del radio de la tierra: 4250 μrad

• Distancia cerca de la luna-L2: 1,12 millones de Km

• Ángulo de radio cercano a la luna-L2: 1560 μrad

• Distancia luna lejana-L2: 1,88 millones de Km

• Ángulo del radio de la luna lejana-L2: 924 μrad

Notas: mi terminología puede ser inexacta. Aquí hay algunas aclaraciones:

• En todo lo anterior, estoy usando L2para referirme al sol-tierra L2, es decir, la ubicación del observador.
• radius anglees el ángulo subtendido desde el centro del objeto dado hasta el borde de su disco
• Como los ángulos son pequeños, usé la aproximaciónx ≈ tan(x)
• Los tamaños de los objetos que he dibujado son directamente proporcionales a sus ángulos de radio calculados.

Actualizar:

Acabo de ver esto de la NASA hoy . Si bien esto se toma de L1, y esta pregunta es sobre L2, estos dos puntos de Lagrange están a distancias similares de la Tierra (en direcciones opuestas), por lo que podemos ver que las proporciones, al menos de la Tierra y la luna, son más o menos correcto en mi simulación.

Tierra desde L1 en la foto (distancia similar a L2, aunque obviamente iluminada de manera diferente)

La nave espacial que orbita en L2 por lo general no solo se queda en el punto L2, sino que hace lo que se llama una órbita de halo , o la órbita de Lissajous relacionada . Esencialmente, orbitan el punto L2, en lugar de estar justo en él. Como resultado, en realidad ven la Tierra y la Luna como algo distinto del Sol. Y generalmente orbitan el punto de tal manera que no tendrán una línea directa de la Tierra al Sol, lo que facilita mucho la comunicación (El Sol produce una cantidad significativa de ruido de RF)

En cuanto a la vista, si estuviera en el punto L2 exacto, la Tierra se mostraría como un disco a unos 0,48 grados y, por lo tanto, estaría en eclipse parcial perpetuamente, ya que el sol es un disco a unos 0,53 grados del punto L2. Por lo tanto, la mayor parte (~82%) del Sol estaría cubierto todo el tiempo por la Tierra, con un poco más si la Luna también cubriera al Sol. La atmósfera de la Tierra también cubriría algo, quizás otro pequeño porcentaje. Este sería un eclipse anular significativo. Un eclipse anular típico en la Tierra de la Luna supera el 90%.

Se puede hacer una representación ¹ razonablemente precisa con Celestia . Aquí estamos a 1 500 000 km del centro de la Tierra, el 26 de agosto de 2018 (la próxima luna llena mientras escribo esto), aproximadamente en el punto Tierra-Sol L2.

La Tierra eclipsa en su mayor parte, pero no completamente, el disco del Sol. La Tierra y la Luna aparecen como discos completamente negros en comparación con la intensidad del Sol.

Debido a que es luna llena, la Luna está más cerca de nosotros que la Tierra en esta imagen. Es apenas visible como un pequeño disco negro cerca de la parte inferior de la imagen.

Avanzando unas semanas hasta el 9 de septiembre, llegamos a la luna nueva:

La Luna se ve un poco más pequeña debido a la mayor distancia. También vemos algunas manchas solares.

En Celestia, un eclipse lunar desde esta perspectiva no parece nada, ya que la Luna es solo un disco negro encima de otro disco negro. Sospecho que esto es exacto: la iluminación de la Luna es muy débil en relación con el disco del Sol, que es directamente visible, y además en el punto L2 estamos en el lado equivocado de la Luna para observar incluso eso.

Aquí está el primer trimestre, 16 de agosto de 2018. He habilitado la luz ambiental artificial para que el lado oscuro de la Luna esté iluminado: de lo contrario, no sería visible en esta perspectiva. La Tierra está a la derecha, la Luna a la izquierda. La estrella más brillante cerca del medio es Regulus, y el punto borroso justo encima es Leo I.

Acercarse a la Luna y desactivar la luz ambiental artificial revela una pequeña media luna, con IC 613 en la parte superior del marco. Esto es lo más "lleno" que puede estar la Luna desde esta perspectiva.

Creo que la Luna debería estar ligeramente iluminada indirectamente por la luz reflejada desde la Tierra en esta vista. Se habla de la implementación de planetshine en 2008 en Celestia, pero aparentemente nunca se comprometió o no funciona.

¹ Celestia es muy precisa con respecto a la geometría, pero tiene sus limitaciones. En algunas de estas imágenes vemos estrellas y posiblemente objetos del espacio profundo, el disco solar y manchas solares al mismo tiempo. Dudo que cualquier instrumento de imagen real tenga suficiente rango dinámico para generar tal imagen sin composición.