Todos hemos visto películas de ciencia ficción con cinturones de asteroides que requieren "gran habilidad" para volar, pero ¿qué tan denso es realmente el cinturón de asteroides?
¿Cuánto del cinturón podrías ver desde la superficie de un asteroide dado?
¿Es desigual, con parches densos y dispersos?
Wikipedia estima alrededor de 1,5 millones de asteroides en el cinturón principal de asteroides que miden más de 1 km (alrededor de 0,6 millas). Con el volumen total de 13 billones de billones de millas cúbicas dado anteriormente, eso sería alrededor de 8 millones de billones de millas cúbicas por asteroide. Sacar la raíz cúbica de esto da una separación típica de 2 millones de millas, o alrededor de 8 veces la distancia de la Tierra a la Luna.
En pocas palabras, cada película de ciencia ficción que alguna vez presentó una hace un grotesco perjuicio a lo que realmente es un campo de asteroides. De hecho, un piloto de X-wing , por ejemplo, en lugar de tener que descender en picado y esquivar , probablemente tendría dificultades para decir que está incluso en un campo de asteroides.
También respaldaré el enlace de Stuart R. trabajando con las matemáticas, reproducido aquí .
La misión Dawn de la NASA ve una nave que se dirige hacia el cinturón de asteroides mientras hablamos: tienen la intención de hacerlo bien, navegando hacia Ceres y Vesta, y más.
Nuestro conocimiento intuitivo del universo nos dice que habrá tanto caos aparente como orden, con cuerpos que tienen factores dominantes, creando minisistemas aparentemente ordenados que podrían o conducirían eventualmente a colisiones, pero podemos estar seguros de que hay mucho más espacio que allí. son objetos.
El espacio real entre cada uno de los objetos en realidad no se puede conocer por completo, ni siquiera conocemos todos los objetos en el cinturón principal de asteroides; sin embargo, podemos estimar basándonos en el conocimiento que tenemos: el sitio de Dawn también tiene información sobre esto, así que para citar un pasaje conciso :
Los asteroides no están distribuidos uniformemente en el cinturón de asteroides, pero podría aproximarse a estar espaciados uniformemente en una región de 2,2 AU (1 AU son 93 millones de millas, o la distancia promedio entre la Tierra y el Sol) a 3,2 AU del Sol y extendiéndose 0,5 AU por encima y por debajo de la eclíptica (el plano de la órbita de la Tierra, que es una referencia conveniente para el sistema solar). Eso produce un volumen de aproximadamente 16 UA cúbicas, o alrededor de 13 billones de billones de millas cúbicas. (Nota: ¡el espacio es grande!)
Pararse en la cara de un asteroide y mirar el cinturón no le daría una vista particularmente reveladora del cinturón en su conjunto; de hecho, los objetos en el espacio parecerían algo escasos a ese nivel. Cuanto más lejos se encuentre (dentro de la visibilidad) e idealmente desde un ángulo por encima del plano orbital, más se construiría una imagen de que es un 'cinturón'.
Además, aquí hay una lectura decente con algunos análisis observacionales sobre la distribución orbital y de tamaño del cinturón de asteroides .
El Dr. Marc D. Rayman, ingeniero jefe de la misión Dawn , brinda mejores estadísticas y analogías aquí: Dawn Journal: 27 de noviembre de 2009
Dawn viajará 7,7 unidades astronómicas (UA), o casi 1.200 millones de kilómetros (casi 720 millones de millas), hasta su cita de julio de 2011 con Vesta. Sin embargo, en todo ese tiempo, y a lo largo de toda esa distancia, lo más cerca que llegará la sonda a un asteroide catalogado es 1,0 millón de kilómetros (más de 600 000 millas), o más de 2,5 veces la distancia entre la Tierra y la Luna.
El conjunto de objetos catalogados varía típicamente hasta unos pocos kilómetros de ancho, con algunos tan pequeños como alrededor de un kilómetro. Pero también señala que, de hecho, Dawn está preparada para golpear algunas partículas pequeñas. Dado que viajan en la misma dirección general que la mayoría de los objetos, la velocidad relativa será baja y tienen partes sensibles protegidas de la nave espacial, por lo que las colisiones no se consideran una amenaza grave para la misión.
Todavía me gustaría ver más detalles sobre qué tan grande es la partícula que pueden golpear y cuál es el riesgo real. Estas referencias pueden ser útiles y sugieren que todavía hay mucha incertidumbre incluso sobre cuál es el valor correcto de la ley de potencia para los fragmentos y partículas más pequeños y más riesgosos que existen:
Distribución del tamaño de asteroides - Sloan Digital Sky Survey
Y aquí hay otro pdf relacionado con la diversión, con una imagen genial de los escombros de una colisión de asteroides y cálculos sobre densidad y frecuencia:
Todo depende del tamaño de los asteroides de los que estás hablando. El cinturón de asteroides en nuestro sistema solar es tan vasto que incluso si desciendes a objetos de tamaño de ~ 1 metro, cada uno puede tener más de 4000 kilómetros cuadrados para sí solo. Y eso sin tener en cuenta el hecho de que el cinturón de asteroides tiene una tercera dimensión.
Pero hay grupos, "familias" y otras faltas de homogeneidad en el cinturón. Algunos asteroides generalmente viajan juntos, pero todavía están muy dispersos en relación con lo que se ve en las películas y los programas de televisión. La principal excepción serían los casos de asteroides con lunas, como Gaspra e Ida .
La analogía que usó mi profesor de astronomía de primer año fue que si escalas el asteroide de tamaño promedio hasta el tamaño de una papa, entonces las papas estarían separadas por un kilómetro en promedio.
Los campos de asteroides, como se muestra en las películas de ciencia ficción, no son estables. Con el tiempo, se disiparían, todas esas piezas de roca flotando lentamente unas de otras; o, si son lo suficientemente grandes, colapsarían gravitacionalmente y formarían un montón suelto.
La agregación densa de rocas, como se muestra en las películas, no es imposible. Algún tipo de evento de colisión de baja probabilidad puede producirlos de vez en cuando, dado lo grande que es el Universo. Pero si alguna vez te encuentras con uno en tus viajes cósmicos: en primer lugar, es un evento muy poco probable; y en segundo lugar, son creaciones bastante frescas: fíjate bien, porque se van a disipar en un abrir y cerrar de ojos cósmicos.
David Richerby
Pulpo