Con l'utilizzo di scratch vengono illustrati alcuni eventi astronomici che riguardano la l'orbitazione della Luna intorno alla Terra con le sue fasi, l'eclisse di Sole e l'eclisse di Luna. In aggiunta sono disponibili altrettanti video che illustrano gli eventi tramite diversi progetti di Scratch appositamente realizzati (nota 1).

L'orbita lunare e le fasifasi lunari

L'orbita lunare e  fasi lunari sono stati ricostruiti con il progetto di Scratch "Fasi lunari" link2illustrati in questo video2 (nota 2). 

Si tratta di considerare la posizione della Luna rispetto al Sole e alla Terra mentre la Luna orbita intorno alla Terra. SI parla di mezze lune e luna piena, primo quarto e ultimo quarto,  terminatore, lunazione....
Dalla Terra si vede sempre la stessa faccia della Luna ma la parte illuminata dal Sole è sempre una porzione che dipende dall'angolo di visuale dato dalla posizione della Luna rispetto a noi e al Sole.

Si ha la Luna nuova quando la Luna si trova tra la Terra ed il Sole (congiunzione); la parte rivolta verso la Terra è in ombra e per giunta la si dovrebbe vedere di giorno solo che il cielo è troppo luminoso perché la si possa vedere. All'opposto si ha la Luna piena quando la Luna si trova rispetto alla Terra dall'altra parte del Sole (opposizione); la faccia della Luna rivolta verso la Terra è  anche rivolta verso il Sole così che ci risulta completamente illuminata.

Un secondo  basato sullo stesso progetto di Scratch illustra alcune dettagli riguardanti l'orbita lunare  per sapere quando trovare la Luna in base alla sua fase. Infatti il momento in cui si vede la Luna si trova alla massima altezza sull'orizzonte (culminazione) dipende dalla fase lunare: la Luna nuova culmina a mezzogiorno, la Luna piena culmina a mezzanotte, il primo quarto di Luna culmina al tramonto, l'ultimo quarto di luna culmina all'alba. Si osservano anche le situazioni di eclissi solare ed eclissi lunare (nota 3).

Eclissi di Luna

L'eclissi lunare viene ricostruita con una animazione realizzata con Scratch e illustrata in questo .eclissi lunare

Nota. Il movimento è semplificato in quanto l'orbita lunare è complanare con il piano dell'orbita terrestre mentre nella realtà non è così. Il progetto serve tuttavia per illustrare quali possono essere i  momenti di eclissi lunare in relazione alla posizione relativa dei tre corpi celesti interessati: Sole, Terra, Luna.

Si vedono:
- con vista dall'alto la Luna che ruota mostrando la stessa faccia verso la Terra (segnalata dalla linea verde);
- l'eclisse di Luna dovuto al passaggio entro il cono d'ombra della Terra;
- la Luna vista dalla Terra che viene oscurata durante l'eclissi ;
- i coni d'ombra (nota 4).

Eclissi di Sole

L'eclissi solare viene ricostruita con una animazione realizzata con Scratch link2e illustrata in questo video2.eclissi solare

Si vedono:
- con vista dall'alto la Luna che ruota mostrando la stessa faccia verso la Terra (segnalata dalla linea verde);
- l'eclisse di Sole dovuto al passaggio entro il cono d'ombra della Luna;
- la Terra come potrebbe essere vista dalla Luna o comunque dallo spazio mentre viene oscurata durante l'eclissi ;
- i coni d'ombra (nota 4).

Le eclissi sono rare

Con una animazione realizzata con Scratch link2e illustrata in questo video2 viene affrontata la questione della rarità dell'eclissi sia lunare che solare.lunazione completa

In effetti se si pensa che in poco meno di un mese la Luna si trova alternamente in fase di luna piena ed in fase di una nuova, quindi allineata con il Sole, non si capisce perché in ogni mese non si presentino entrambe le eclissi. La spiegazione principale è data dal fatto il piano dell'orbita lunare è inclinato rispetto al piano dell'orbita terrestre e quindi l'ombra proiettata dalla luna non sempre è allineata lungo la congiungente Terra-Sole (nota 4).

L'allineamento Sole, Terra, Luna è valido per le ecllissi solo se avviene quando la Luna attraversa il piano dell'orbita terrestre.

Con i tasti numerici si possono vedere separatamente i diversi aspetti del moto lunare:
tasto [1]: mostra l'orbita lunare vista dall'alto sopra il polo nord;
tasto [2]: mostra la disposizione dell'orbita rispetto al sole, i raggi solari e i coni d'ombra;
tasto [3]: aggiunge l'orbita della Luna vista di taglio per mostrare la sua inclinazione rispetto al piano orbitale della Terra;
tasto [4]: mostra le caratteristiche del moto della Luna con riferimento alla posizione dell'ombra sulla Terra data dall'inclinazione;
tasto [5]: attiva il moto del Sole e quindi della direzione dei raggi solari.

I coni d'ombra e di penombraConi dombra

Con un progetto di Scratch link2 appositamente creato viene illustata la situazione di illuminamento di un satellite che si trova ad orbitare intorno ad un pianeta; il progetto aiuta a esplorare i dintorni del pianeta per scoprire dove il satellite sarà in piena luce, in ombra o in penombra il relazione alla sua posizione rispetto al Sole ed al pianeta. Questo consente de ricostruire il disegno ed il significato dei coni d'ombra e di penombra.

Un video2 illustra la gran parte delle situazioni che si possono creare con il progetto e offre indicazioni per un utilizzo didattico ottimale.

Note

nota 1) In tutti i progetti alcuni aspetti sono rappresentati solo approssimativamente: la proprozione fra dimensioni della Terra rispetto alla Luna e rispetto all'orbita lunare non è corretta, il terminatore della Terra passa sempre per i poli che è vero solo agli equinozi. Invece i tempi sono corretti.

nota 2) Il progetto presenta la sola lunazione che è l'intervallo di tempo che intercorre tra una luna nuova e la successiva; non fa vedere che il sistema Terra-Luna sta ruotando intorno al Sole e non misura la durata della rivoluzione lunare che è il mese siderale che dura poco più di 27 giorni.

nota 3) Nel video si vede la penombra della Luna che si interrompe sulla sinistra: è un problema che avevo con Scratch che poi ho superato. Occorre osservare però che mano a mano che ci si allontana dalla Luna la penombra diventa sempre meno rilevante per cui l'interruzione ci può anche stare: a grande distanza la Luna si vede così piccola rispetto al disco solare da non influire a produrre ombra in modo percettibile.

nota 4) I coni di penombra sono evitati per non complicare la rappresentazione.