La porzione di spazio entro cui tali corpi si muovono ha le dimensioni di una sfera con il diametro di circa 20 mila miliardi di Km.

Il sistema solare (Figura 2.1) è formato dal Sole, una stella di media grandezza, da nove pianeti, da 54 satelliti conosciuti, tra i quali la nostra Luna.

Vi sono inoltre migliaia di asteroidi o pianetini e una quantità di frammenti di varia origine e natura, che, se attirati dalla Terra tanto da attraversarne l'atmosfera, si arroventano per attrito e bruciano completamente. Si parla in questi casi di meteore o di stelle cadenti. Talvolta corpi di dimensioni maggiori possono consumarsi solo in parte, nel qual caso il loro nucleo colpisce il suolo. Si parla allora di meteoriti.

Vi sono infine numerose masse ghiacciate che si muovono all'estrema periferia del sistema solare secondo orbite dalla forte ellitticità e che solo periodicamente si avvicinano al Sole manifestandosi sotto forma di comete.

Il Sole è una stella con un raggio medio di circa 700.000 Km, pari a circa 109 volte il raggio medio terrestre, densità media di 1,41 g/cm3, pari a poco più di quella dell'acqua, ha un'accelerazione di gravità alla superficie pari a 28 volte quella terrestre e ruota sul suo asse con Velocità diversa a seconda della Latitudine: 25 giorni all'Equatore e più di 30 giorni ai poli (Figura 2.2).

Il Sole è una potentissima fonte di energia, prodotta nella sua zona centrale dalle reazioni nucleari che trasformano l'idrogeno in elio, e che viene irradiata in ogni direzione nello spazio soprattutto sotto forma di luce e calore.

Si riportano di seguito le principali caratteristiche dei Pianeti.

In particolare viene molto rafforzato lo strato D, che è il più basso tra quelli che formano la Ionosfera; questo assorbe le onde medie impedendo loro di raggiungere gli strati più alti della Ionosfera e di venire perciò riflesse a grandi distanze. Il rafforzamento temporaneo dello strato D può provocare anche il totale assorbimento delle onde corte.

I brillamenti (Figura2.5) provocano anche un'emissione di particelle atomiche (elettroni e protoni) che viaggiando ad altissima velocità raggiungono il nostro pianeta in poco più di un giorno.

I velocissimi corpuscoli di origine solare colpiscono con violenza le particelle ionizzate dell'alta atmosfera terrestre trascinandole verso la parte più bassa dell'atmosfera e dando luogo alle aurore boreali e australi.

La forma del campo magnetico terrestre fa sì che le particelle elettricamente cariche, possano penetrare nell'atmosfera solo nelle zone prossime ai poli magnetici, dove, ionizzando gli atomi presenti, provocano l'emissione delle luci polari, dando luogo a spettacoli naturali di incomparabile bellezza.

2.2       Legge di Newton.

Il movimento dei corpi nello spazio avviene in base alla legge di Newton della gravitazione universale, secondo la quale:

"ogni corpo viene attratto dalle masse circostanti con una forza direttamente proporzionale al prodotto delle masse considerate e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra i loro baricentri" (Figura 2.6).

2.3       Leggi di Keplero.

Per avere una idea generale e sufficientemente accurata delle leggi che governano i moti orbitali è utile fare un passo indietro rispetto a Newton ed esaminare le leggi di Giovanni Keplero.

       1° legge: i pianeti descrivono orbite ellittiche, delle quali il Sole occupa uno dei fuochi.

Il senso del moto di rivoluzione intorno al Sole è antiorario per un osservatore che si trovi al Polo Nord Celeste, ovvero sulla verticale del piano ideale sul quale si disegnano le orbite dei pianeti (eclittica).

Le orbite dei pianeti sono quasi complanari.

       2° legge: il raggio vettore che unisce il centro del Sole al centro di un pianeta descrive aree uguali in tempi uguali.

Quando un pianeta è più vicino al Sole (perielio) si muove più velocemente rispetto a quando è più lontano (afelio).

Le aree SAB e SCD, uguali come superficie, vengono descritte dai raggi vettori in tempi uguali, per cui un pianeta percorre il tragitto AB (più lungo e vicino al Sole) con una velocità maggiore, e il tragitto CD (più breve e lontano dal Sole) più lentamente (Figura 2.7).

       3° legge: il quadrato del tempo impiegato dai pianeti a percorrere la loro orbita è proporzionale al cubo della loro distanza media dal Sole.

Ciò comporta che la Velocità media di un pianeta è tanto minore quanto più esso è lontano dal Sole.

2.4       Moti assoluti e apparenti.

La Terra si muove nello spazio con modalità complesse che possono essere considerate come la somma di movimenti semplici che è più facile esaminare separatamente.

Innanzitutto la Terra compie un moto di rotazione attorno al proprio asse, da occidente verso oriente, ovvero in senso antiorario per un osservatore che guarda dall'alto in direzione del Polo Nord (Figura 2.8).

Un osservatore sulla Terra osserverà al contrario un movimento apparente della sfera celeste da oriente a occidente (Figura 2.9).

La durata di una rotazione completa della Terra rispetto alle stelle fisse è di 23 ore, 56 minuti e 4 secondi, cioè di un giorno sidereo.

Se invece consideriamo il Tempo necessario per una rotazione terrestre completa rispetto al Sole medio (che si muove rispetto alle stelle fisse di circa 1° al giorno in senso antiorario) abbiamo 24 ore, ossia un giorno solare medio.

La conseguenza più evidente della rotazione della Terra è l'alternarsi della notte e del giorno.

Esiste poi un movimento di rivoluzione della Terra intorno al Sole.

Questo moto orbitale avviene su un piano chiamato eclittica: l'orbita ha una piccola ellitticità pari a 1,7%. L'asse terrestre è inclinato rispetto al piano dell'eclittica di 23°27'.

A causa di questo moto abbiamo sulla Terra l'alternarsi delle stagioni, e la variabilità della durata del giorno e della notte in funzione della Latitudine e del giorno.

Un osservatore che si trovasse in direzione del Polo Nord Celeste vedrebbe compiere alla Terra una rivoluzione intorno al Sole in senso antiorario in un anno; analogamente un osservatore sulla Terra (trascurando il moto di rotazione della Terra su se stessa) vedrà compiere al Sole un giro completo rispetto alle stelle fisse in un anno, in senso antiorario (Figura 2.10).

Osservando il Sole dalla Terra, sembra che durante l'anno esso descriva sulla sfera celeste un circolo massimo, chiamato eclittica, passando davanti alle 12 costellazioni dello Zodiaco. Per esempio, il 22 dicembre, dalla Terra, che si trova in prossimità del perielio, si vede il Sole proiettato nella Costellazione del Sagittario; dalla posizione in cui si trova la Terra il 21 marzo, il Sole si vede proiettato nella Costellazione dei Pesci.

Il piano su cui giace l'eclittica coincide con quello dell'orbita terrestre ed è inclinato di 23°27' rispetto al piano dell'Equatore celeste e di 66°33' rispetto all'asse terrestre (Figura 2.11).

2.5       Precessione e nutazione.

La Terra, essendo un corpo libero in rotazione nello spazio, si comporta come un giroscopio.

Le proprietà principali dei giroscopi sono le seguenti:

       rigidità giroscopica: un giroscopio mantiene costante la direzione dell'asse di rotazione rispetto alle stelle fisse (Figura 2.12)

           precessione giroscopica: un giroscopio a cui venga applicata una coppia di forze tendente a modificare la direzione dell'asse nello spazio, reagisce precessionando, ovvero muovendo l'asse in direzione perpendicolare rispetto alle forze agenti (Figura 2.13).

La Terra per effetto della rotazione intorno al suo asse ha una forma leggermente schiacciata ai poli e un po' rigonfia all'Equatore. Inoltre l'asse è inclinato rispetto all'orbita (Figura 2.14).

Il Sole e la Luna attirano con una forza maggiore la materia in più che si trova nella zona equatoriale nella loro direzione, e con forza minore quella che si trova nella direzione opposta, più lontana. Questo provoca una coppia di forze che tenderebbe a portare l'asse terrestre in posizione perpendicolare al piano dell'eclittica. La Terra, però, comportandosi come un giroscopio reagisce a questo momento perturbatore con una precessione, che fa descrivere all'asse un doppio cono, in senso contrario a quello di rotazione, che si compie in circa 26.000 anni.

L'azione attrattiva combinata del Sole e della Luna sul rigonfiamento equatoriale terrestre, dipende dalle distanze tra il Sole, la Terra e la Luna; queste però cambiano di continuo nel Tempo a causa della variabilità della intersezione reciproca delle loro orbite (regressione della linea dei nodi).

Tutto ciò provoca delle perturbazioni periodiche nel moto di precessione dette nutazioni: esse consistono in oscillazioni ampie pochi secondi di arco, del periodo di 18,6 anni circa (Figura 2.15).

Per concludere occorre ricordare che tutto il sistema solare si trova nella parte esterna di uno dei bracci della nostra Galassia, che ha una conformazione a spirale ed è chiamata Via Lattea. Questa è una fascia di aspetto lattiginoso che disegna un cerchio massimo sull'intera Sfera celeste e che, come dimostrò Galileo, è formata da innumerevoli stelle.

Stelle e nebulose della nostra Galassia formano nel complesso, con Ia loro disposizione, un enorme disco, il cui spessore è circa un quinto del diametro. Poiché noi siamo immersi all'interno di tale struttura, vediamo le altre stelle addensate in ogni direzione lungo il piano del disco; le stelle che appaiono al di fuori della Via Lattea sono quelle a noi più vicine, comprese nello spessore del disco.

Grazie a ricerche sistematiche, soprattutto con le tecniche della Radioastronomia, oggi sappiamo che la Galassia ha in realtà la forma di un disco centrale (nucleo galattico) da cui si dipartono lunghi bracci a spirale, e comprende oltre 100 miliardi di stelle. Il suo diametro è di circa l00.000 anni luce e il centro è in direzione della Costellazione del Sagittario, a 30.000 anni luce da noi (Figura 2.16).

Il SoIe occupa perciò una Posizione periferica, a circa tre quinti del raggio galattico, e si trova sul bordo esterno del braccio di Orione, così detto perché a questa spirale appartiene la costellazione omonima; più all'esterno rispetto al Sole vi è un altro braccio spiralato, il braccio di Perseo.

Tutte le stelle dei bracci ruotano intorno al centro della Galassia, con velocità decrescenti dal centro alla periferia, per cui i bracci ci appaiono incurvati all'indietro rispetto alla direzione della rotazione; il Sole impiega circa 225 milioni di anni per fare un giro completo, con una Velocità di 273 km/s. Oltre alla rotazione, molte stelle mostrano anche un movimento proprio: il Sole, come è stato possibile dedurre dal confronto con il movimento delle stelle circostanti, si dirige alla velocità di 19,4 Km/sec, verso un punto della sfera celeste che si trova nella costellazione di Ercole.