La masa de la Luna es 7.342×10 ²² kg. Una tonelada son 10 ³ kg. ¿Cuánto es miles de toneladas? Digamos que tienes miles de miles de toneladas. Eso es un millón de toneladas, o 10 ⁹ kg. Esto sigue siendo diez mil veces mil millones menos que la masa de la luna.

^{( fuente: Diego Delso )}

Solo como comparación, una de las minas más grandes que jamás haya operado en la Tierra, Chuquicamata en Chile , produjo mucho más que "miles de toneladas":

...sigue siendo la mina con, por mucho, la mayor producción total de aproximadamente 29 millones de toneladas de cobre a finales de 2007...

Y a pesar de que es un gran agujero en el suelo, es completamente insignificante en relación con la masa de la Tierra (o la Luna para el caso).

Para responder tu pregunta:

¿La minería de enormes cantidades de recursos en la Luna cambiará su órbita?

La respuesta es no .

EDITAR: lo siguiente es incorrecto porque no sé tanto de física como pensaba

Supongamos que extrajo 100 Chuquicamatas en la Luna y eliminó esta masa para construir su flota de colonización. Ignoremos los efectos del impulso y las energías potenciales, etc. La velocidad de la órbita está definida por$v=\sqrt{GM/r}$, dónde$M$es la masa. Suponiendo una órbita constante, la nueva velocidad está definida por$v' = \sqrt{M_0 / M_1}$.

Pongamos algunos números:

$v' = \sqrt{\frac{7.342×10^{22}}{7.342×10^{22} - 100\times26×10^6}} = 1.0000000000000178$

La órbita de la Luna va a ser 1.0000000000000178 veces más rápida.

EDITAR - así que vamos a cambiarlo un poco.

Desde$M$en la ecuacion$v=\sqrt{GM/r}$es la masa de la Tierra, la masa de la Luna no significa nada. Entonces, la relación entre la velocidad y el radio se fija independientemente. ¡No cambiará nada!

Sin embargo, todavía podemos calcular el porcentaje de cambio de masa. Será:

$\frac{7.342×10^{22} - 100\times26×10^6}{7.342×10^{22}} = 0.99999999999996458$

La nueva masa de la Luna será el 99,999999999996458% de la masa anterior de la Luna. Completamente sin sentido.

Como un comentario aparte, a menudo se habla de extraer asteroides, lunas y todo tipo de cuerpos extraterrestres. Por ejemplo, como dijiste, la Luna tiene mucho helio-3. Los asteroides tienen muchos metales preciosos como el platino o el iridio. Pero esto no tiene sentido, porque ¿sabes qué lugar tiene aún más helio, platino e iridio? Tierra. La Tierra tiene mucho más. Y es más fácil de minar porque no necesitas construir naves espaciales e instalaciones en entornos hostiles para hacerlo.

EDIT 2 - minería espacial

Algunos comentarios mencionaron que sacar cosas de la Luna es más fácil que en la Tierra, y que puedes tirar cosas en la Luna sin impacto ambiental. No funciona así.

En las películas y los videojuegos, "extraes un recurso" (p. ej., iridio) de un cuerpo planetario. En la vida real, construyes las instalaciones mineras, construyes las instalaciones de refinación y fundición, necesitas gente para hacerlo, incluso si tienes robots, necesitas gente para arreglar los robots, necesitas alimentar a la gente, entretener a la gente, tú necesita un suministro constante de consumibles para refinar las cosas. Y este es sólo el "recurso". No se construyen naves espaciales con helio. Los construyes con acero/aluminio/compuestos de carbono. Así que también necesitas minar eso, y necesitas oler eso también. También necesita construir todo en la Luna porque, de lo contrario, necesita transportar todos sus recursos a otro lugar, por lo que necesita fábricas. Para hacer todo eso, vas a necesitar bastante población. Y entonces el factor ambiental cobra importancia. Su minería generará enormes cantidades de polvo (combinación de sequedad y baja gravedad). Esto simplemente no funciona.

Para cambiar la órbita de la Luna, tendrías que cambiar su velocidad.

Podría extraer la mitad de su masa sin cambiar significativamente su velocidad, siempre que toda la masa fuera levantada por algo como cohetes. Si usa impulsores de masa, y todos lanzan en la misma dirección, comenzaría a ver cambios detectables en la órbita de la Luna cuando haya lanzado un par de millones de toneladas (una pequeña fracción del uno por ciento de la masa de la Luna, pero lanzado a la velocidad de escape lunar).

Si usa controladores de masa que lanzan en diferentes direcciones (tal vez esté enviando el producto a todo el Sistema Solar, en lugar de a la Tierra o LEO), una vez más, el impulso promedio podría ajustarse a cero, manteniendo la Luna ( el parte que no has tirado al espacio, al menos) justo donde la encontraste.

En una primera aproximación, la simple eliminación de masa de un cuerpo en órbita no cambia su órbita. El radio orbital viene dado por la velocidad y la atracción gravitatoria del primario (en este caso, la Tierra). Cuando la masa del satélite es pequeña en comparación con la masa del primario, la masa del satélite se cancela en la ecuación y no es relevante.

Para ver un ejemplo concreto, ¿qué ocurre cuando un astronauta realiza un paseo espacial desde la ISS? Nada: el astronauta y la ISS continúan siguiendo el mismo camino orbital, aunque la ISS es cientos de veces más masiva que el astronauta.

Como han mencionado otros, el proceso de eliminación de grandes cantidades de masa podría tener un efecto, dependiendo de cómo se haga:

• Si usa cohetes químicos, por ejemplo, la reacción al empuje del cohete en el despegue tendrá algún efecto eventualmente.
• Un lanzador de cañones de riel eléctrico (como lo imaginó Arthur C. Clarke) transmitiría la fuerza de aceleración a través de su estructura a la Luna y así generaría un par.
• un ascensor espacial no tendría ningún efecto directo.

Pero estos están fuera del alcance de la pregunta.

No

La minería a escalas razonables, en el sentido en que está acostumbrado a pensar, no tendrá ningún impacto en el movimiento planetario.

Sí

Si asumimos una civilización entre K1 y K2 , comienzas a tener el presupuesto de energía para hacer cosas como desmantelar lunas.

El cinturón de asteroides pesa aproximadamente 10^21 kg. Las lunas que no son Titán de Saturno y las lunas más pequeñas de Júpiter tienen la masa de un cinturón de asteroides. Después de eso viene Luna.

Con una economía de minería espacial totalmente automatizada (donde los robots construyen robots y minas y refinan y recursan y naves espaciales), desmantelar estructuras de baja gravedad es mucho más fácil que aquellas en las que tienes que bajar por un pozo de gravedad.

Entonces, una civilización que viaje por el espacio podría comenzar con remolcadores de asteroides que los lleven a un asteroide de procesamiento central, construir más paneles solares para obtener energía y fundir más metal para obtener materias primas, y recurrir.

Como esto puede avanzar exponencialmente, después de un período de tiempo modesto, se quedará sin asteroides. Los próximos objetivos serían construir tallos de frijoles en las lunas de Saturno (no Titán) y las otras lunas "pequeñas" del sistema solar, y desmantelarlas para obtener más materias primas. El material de esto permitiría entonces construir tallos de frijol en las lunas más grandes.

Antes de llegar a los planetas terrestres, deberás desmantelar la Luna, las lunas galileanas, Titán y los subplanetas como Plutón y otros cuerpos posteriores a Neptuno.

Después de eso, Mercurio, Marte y Venus.

En este punto, tendrá una opción; si la Tierra sigue siendo lo suficientemente importante, tendrá que pasar a utilizar los gigantes gaseosos como materia prima.

Este tipo de progresión es plausible en la ciencia ficción dura, y es un camino para pasar de una civilización de nivel K1 a una civilización K2 (con Dyson Sphere's o Swarms para recolectar la producción de energía del Sol de manera eficiente).

El desmantelamiento de las lunas podría alterar sus órbitas; pero los presupuestos de energía involucrados en el desmantelamiento real de un planeta son tan grandes que el problema de "la órbita está siendo alterada" es trivial; las órbitas se alteran si les importa , y se mueven en la dirección que ellos quieren que se muevan .

Una civilización K2 tiene 10 ^ 26 vatios de potencia. La Luna tiene una energía de enlace de 10 ^ 29 J. Entonces, una civilización K2 podría desmantelar la luna en miles de segundos; sin embargo, una civilización K1 requeriría 10^13 segundos o 7 millones de años.

De ahí este plan; la materia de los cuerpos celestes más pequeños se utiliza para recolectar más y más energía solar. En K1.3 desarmar la luna lleva 10 mil años. En K1.5, el desmantelamiento de la luna lleva menos de un siglo. En K1.7 es un proyecto a escala anual. En K1.9 lleva días. En K2.0 lleva horas.

La eficiencia de convertir la materia en captura de energía solar y la eficiencia de extraer el material (lo que incluye levantarlo del pozo de gravedad) determina qué tan rápido se sube exponencialmente en la escala de Kardashev.

TL;DR

Escalar el Kardashev desmantelando cuerpos estelares es un camino "razonable" a seguir. Y podría implicar extraer materias primas de la luna hasta el punto en que la luna ya no esté allí.

Pero salvo ese nivel de civilización, no, la minería no va a interferir con la mecánica orbital.