¿Cuál es el calendario superpuesto de dos ciclos lunares diferentes?

Bastante simple: ambos están completamente llenos cuando el número de días desde que ambos estuvieron llenos por última vez es completamente divisible por ambos números. En este caso cada 160 días (5 ciclos de 32, 8 ciclos de 20).

Una manera fácil de obtener un número como este es dividir ambos números por un divisor común hasta que no puedas dividir más, luego multiplicar un número original por el resultado final de la otra división. Entonces 32/4 = 8, 20/4 = 5. Si no puede hacer eso, debe multiplicar los dos números originales para obtener el límite superior absoluto (cuando ha tenido x ciclos de z días y viceversa)

Múltiples lunas de tamaño decente pueden no ser estables. Pero las lunas múltiples son un tropo tan común en la ciencia ficción que sería una pena perderlas. Úselos y deje que los críticos elijan.

No he hecho una búsqueda exhaustiva, y no tengo las habilidades matemáticas para demostrar que no es posible, ni cuáles son los parámetros de una posible solución. Trate de no dejarse atrapar demasiado por los detalles.

En mi forma de tocar, una de dos cosas sucedió en poco tiempo:

• Una luna fue expulsada del sistema, generalmente la más pequeña.
• La luna más pequeña se estrelló contra el planeta.

Puede evitar algo de esto haciendo que las lunas sean más reflectantes (misma luz, luna más pequeña) o haciendo que la densidad promedio sea más ligera (menos interacción gravitatoria entre las dos lunas) o haciendo ángulos sustanciales entre sus planos de rotación. (más difícil de perturbar. Sin embargo, obtenga algunos efectos de precesión interesantes). O una luna está muy cerca y, por lo tanto, tiene un período muy corto.

Como ejemplos: Deimos y Phobos para Marte son pequeños, uno muy cerca, el otro moderadamente cerca. Pero son unos 10-20 km.

Y los planetas exteriores se aferran a sus lunas, pero las lunas son muy pequeñas comparadas con el planeta.

Otra complicación: si bien los efectos de resonancia parecen ser comunes en los sistemas de múltiples cuerpos, tiene una resonancia de 5: 8 que no he encontrado. Las resonancias suelen ser proporciones más pequeñas. (5:8 está cerca, sin embargo, de 2:3)

Buenas noticias: https://en.wikipedia.org/wiki/TRAPPIST-1 tiene un sistema con un montón de planetas en órbitas de resonancia e incluye uno en su proporción de 5:8. 3 de los planetas están en la zona habitable.

Sin embargo: las lunas tienen que ser muy pequeñas (estrellas brillantes, no discos) o tienes que encontrar una explicación plausible para su estabilidad. Al jugar con varios simuladores orbitales, no pude encontrar un escenario en el que tuviera dos lunas de tamaños significativos (> 1/2 grado de diámetro angular visto desde la superficie) que fueran estables. He preguntado tanto en este grupo como en un par de foros de física y nadie ha encontrado una configuración estable allí tampoco.

(Las portadas de los libros y las revistas antiguas de ciencia ficción muestran lunas grandes, de varios grados de ancho {estimado por la falta de distorsión de la vista telescópica en el primer plano} Si bien esto se ve muy bien, incluso nuestra luna se ve muy pequeña cuando se toma la imagen con una lente con el mismo ángulo de visión que la parte efectiva de nuestra visión. Lo notamos más y por lo tanto crece en nuestra memoria. Intente obtener una imagen interesante de la luna con cualquier cosa debajo de una lente de 200 mm).

Un disco puede ser más pequeño que la luna. Pero 1/3 de él, 10 minutos de arco, produciría menos luz por un factor de 9 cuando esté lleno, aproximadamente lo mismo que a mitad de camino entre el nuevo y el primer cuarto, la media luna.

lunas brillantes

Nuestra luna es tan reflectante como un estacionamiento. Alrededor de 0,12. cúbralo con talco o tiza y aumente el brillo por un factor de 8. Esto hace que una luna más pequeña sea más efectiva como objeto de asombro, etc. Podría tener una pequeña y brillante y una más grande y oscura. Abundan las analogías entre el bien y el mal.

lunas esponjosas

¿Qué tal una luna hecha de espuma de vidrio? densidad de alrededor de 100 kg/m3 resistencia a la compresión de alrededor de 500 kPa Entonces, la profundidad de aplastamiento del material en la superficie de la tierra sería de 10 m/seg2 * 100 kg = 1000 newtons/metro cúbico. Entonces podría apilar 500 metros de esto antes de que las capas inferiores se aplasten. Medio kilómetro. No es bueno. Pero una luna está bajo la auto gravitación. Entonces, arrastrémonos.

Densidad en el centro de un planeta. Esto ignora la variación en la densidad a medida que profundiza.$\rho$es la densidad, G es la constante gravitatoria habitual. P es la presión.

Referencia https://www.physicsforums.com/threads/pression-at-center-of-planet.66257/

Entonces

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Eso nos da solo 190 km de radio o unos 400 km de diámetro. Hacerlo 4 veces más fuerte duplicaría el diámetro. Ahora estamos en 800 km. Muévalo a 100.000 km y tendrá algo un 20% más grande visualmente que nuestra luna. Pero el período orbital sería de solo 4 días.

Hacer que tenga 1/100 de la densidad lo haría 10 veces el diámetro. ¿Lunas hechas de aerogel? Los aerogeles actuales contienen aproximadamente un 99,8 % de aire, es decir, unos 4 kg/m^3. ¿Aerogeles de diamantes fractales?

Calculadora de órbita aquí: http://www.calctool.org/CALC/phys/astronomy/earth_orbit

Disco Luna.

Si tenemos un material lo suficientemente fuerte como para permitir una luna de espuma, tal vez podamos girarlo lo suficiente como para disminuir la fuerza en el centro. Imagina un par de huevos fritos espalda con espalda. Esto haría que su calendario fuera realmente complicado. Su disco tiene un momento angular sustancial (estamos hablando de tiempos de rotación medidos en minutos) y, por lo tanto, no mantendría una cara hacia el planeta o hacia el sol. Entonces, podría haber situaciones en las que la luna llena también fuera un disco lleno, pero un cuarto de año después, la luna llena tendría el borde del disco encendido. No tengo idea de cómo calcular la precesión de la misma.

anillo luna

Esto es más fácil. No tienes que hacer girar la luna a velocidades giroscópicas. Tener un anillo de escombros orbitando la luna en ángulo recto con el plano de la órbita de la luna. En apariencia, sería muy parecido al disco lunar, pero tendría sombras a través de la luna desde los anillos en ciertos momentos. Sombras de la luna en los anillos también. Creo que tendrás que hacer un modelo físico para trabajar con esto.

lunas fabricadas

Considere la relación área a masa de la serie de satélites Echo. Si uno de sus satélites fuera una bola hueca, casi no tendría interacción con la otra luna. En el tamaño de la luna, podría tener un casco bastante grueso y aún así tener una relación masa-área baja. (En un momento hubo un engaño acerca de que uno de los satélites de Marte era un objeto artificial).

Si vas a hacer cosas, prueba un mundo de mini-anillos. No estoy seguro de cómo responde un anillo en el caso de varios cuerpos.

Una luna tiene un ciclo de 20 días. El otro un ciclo de 32 días.

Suponiendo que comiencen en la misma fase el día 0, volverán a estar en la misma fase después de un número de días que sea el mínimo común múltiplo de los dos ciclos, o dicho de otro modo, después de un número de días que sea múltiplo de ambos ciclos.

Para obtener el mínimo común múltiplo de$n$números los factorizas, tomas todos los factores, comunes y no, con el mayor exponente y los multiplicas.

En este caso:

$20 = 2^2 \times 5$

$32 = 2^5$

$m.c.m. = 2^5 \times 5 = 160$

Las dos lunas estarán en la misma fase cada 160 días.