¿Cuál es el peligro de crear nubes de micrometeoritos que orbitan la Luna al aterrizar constantemente naves espaciales en su superficie?

Es un hecho bien conocido que cuando un meteorito golpea la superficie de la Luna, una parte de los escombros puede terminar en la Tierra porque la velocidad de escape de la Luna es baja: 2,38 km/s. Se puede lograr un efecto similar al aterrizar naves espaciales en la superficie de la Luna porque la velocidad de los gases de escape del cohete en el vacío está en el rango de 3,0 a 4,5 km/s. Además de lanzar desechos al espacio, existe la posibilidad de hacerlos orbitar la Luna porque las velocidades de la órbita de la Luna son de 0,92 a 1,082 km/s .

¿Cuál es el peligro de crear una nube impenetrable de micrometeoritos alrededor de la Luna si los aterrizajes en su superficie se vuelven frecuentes?

Esas son las velocidades de la Luna con respecto a la Tierra. La velocidad de la órbita lunar baja en relación con la superficie será más de 1,5 km. Sin embargo, lo que es más relevante, las órbitas lunares bajas son muy inestables, y cualquier cosa que se eleve desde la superficie estará en una órbita que golpea la superficie nuevamente una órbita más tarde.
mi muy (muy) cálculo de fondo sugiere que el escape de una misión tipo Apolo es como máximo ~ 1% de la energía de pequeños meteoritos (100 g o menos) que golpean la Luna durante un año promedio, por lo que siente que cualquier riesgo de este efecto puede estar muy lejos.
Tengo un vago recuerdo de que las órbitas lunares no son estables (o hay muy pocas órbitas estables) debido a las concentraciones de masa en la luna.

Respuestas (1)

En términos generales, cualquier partícula colocada en una órbita por un solo impulso pasará por el punto en el que se aplicó el impulso nuevamente una órbita más tarde. Entonces, el polvo levantado desde la superficie de la luna regresará a la superficie en algún lugar (la rotación y las trayectorias suborbitales significan que la mayoría no llegará al lugar de aterrizaje ).

Obviamente, esto no se aplica a las partículas lanzadas más allá de la velocidad de escape, por lo que es posible que se forme un toro/anillo de polvo débil alrededor de la Tierra, pero dado que las partículas aún se cruzarían con la órbita lunar, la Luna tendería a interrumpir aún más las órbitas con más tiempo. , con polvo que impacta en la luna, impacta en la tierra, es asistido por la gravedad en la órbita solar o termina en las proximidades de los puntos de Lagrange .

En lugar de un riesgo para los vehículos espaciales, es más probable que el problema sea para la infraestructura de la superficie, ya que la gran mayoría del material desplazado impactará en 'algún lugar' en la luna nuevamente, los impactos en las áreas de la base se vuelven probables. Cuando el Apolo 12 aterrizó cerca de Surveyor, una de las sorpresas fue el daño en la pintura del Surveyor a pesar de no estar en línea de visión directa con el punto de aterrizaje del LM.

La protección de la base en la que se aterriza puede ser tan simple como colocar la base en una pendiente inversa , pero si existen múltiples bases, puede ser más importante diseñar áreas de aterrizaje para evitar FOD en la base de otra persona a mitad de camino alrededor de la luna si las partículas se concentran en una gama desafortunada de ángulos de lanzamiento y velocidades.

¡Eso es todo! El riesgo real, en la medida en que existe, es que las cosas impacten en otra estructura en la Luna. Podría valer la pena agregar que existe un pequeño riesgo de 'paso único' de daño a los objetos en órbita a medida que los desechos salientes o que regresan pasan a través de sus órbitas.
¿La radiación solar y los vientos solares darían un impulso adicional y harían que las partículas más pequeñas orbitaran más tiempo alrededor de la luna? ¿Y podría un impacto de una partícula más grande después de la primera órbita establecer una cascada y una órbita de partículas más pequeñas?
@ WOW6EQUJ5 esos perturbarían las órbitas, pero es más probable que acorten la vida útil orbital que la prolonguen. Y las colisiones serán extremadamente inelásticas y disiparán la mayor parte de su energía en forma de calor y desechos suborbitales tanto del impactador como del suelo. En principio, es posible que parte del material vuelva a ponerse en órbita, pero muy poco en comparación con el impactador. Esto es más un problema para cosas como los meteoritos naturales que entran en trayectorias interplanetarias e impactan a una velocidad mucho, mucho mayor que la orbital lunar.
@ WOW6EQUJ5 Resumen: hacer una órbita es mucho más difícil de lo que parece, por lo que necesitamos cohetes para ejecutar quemaduras de tamaño y tiempo precisos para lograrlo. El hecho de que tantos satélites hechos por el hombre orbiten nuestro planeta sesga incorrectamente su intuición acerca de cuán poco natural es realmente este proceso. Si tuviéramos supervolcanes que pudieran lanzar rocas más allá de los 100 km, ¿cuántas rocas orbitales crearían? Bastante cerca de 0, por la mayoría de las mismas razones.
Si y cuando los aterrizajes en la Luna se vuelvan comunes, se agruparán alrededor de las bases/áreas de trabajo. Uno podría preparar los sitios de aterrizaje cementando/fusionando/eliminando el polvo y los escombros allí, es decir, comenzar a construir un puerto espacial.
¿Cuál es el peligro de crear nubes de micrometeoritos que orbitan la Luna al aterrizar constantemente naves espaciales en su superficie?
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