Suponiendo que la humanidad estuviera repentinamente muy motivada para hacerlo, ¿cuánto tiempo le tomaría a una sonda lanzada desde la Tierra llegar a una posición para registrar y transmitir imágenes de la posición en la órbita opuesta a la Tierra?
(es decir, la posición de la órbita estable en el lado lejano del Sol desde la Tierra, también conocido como Lagrange 3)
Supongamos que esta es la Tierra actual.
Características requeridas de la sonda:
La misión es solo tomar fotografías con información espacial y reportar. (Editar: no se ate tratando de averiguar los requisitos de recuperación de la órbita estable. La misión es buscar e informar. La sonda puede quemarse con el sol o ser golpeada por un cometa y aún así tener éxito siempre que informe pasa.)
Es bueno si las imágenes también incluyen luz visible, y si la sonda puede tener algún tipo de defensa, ya sea permaneciendo en silencio la mayor parte del viaje o teniendo un enjambre de amigos o cualquier otra cosa que dificulte evitar la misión.
(También me encantaría escuchar ideas sobre el desarrollo de ruta corta: estimaciones de tiempo, características o formas de adaptar las tecnologías existentes, pero ninguno de esos aspectos es la pregunta real que estoy buscando, ahora mismo. El momento del lanzamiento no es t la pregunta, el tiempo desde el lanzamiento es.)
Respuesta corta, si está preguntando sobre una contra-Tierra, es imposible que una contra-Tierra haya permanecido sin ser detectada hasta ahora, pero no es totalmente, absolutamente, 100 por ciento imposible que una contra-Tierra aparezca repentinamente en nuestro sistema solar. y es mucho más posible que los extraterrestres establezcan algún tipo de base espacial en la posición de una hipotética contra-Tierra.
Comienza la respuesta larga.
El diámetro ecuatorial del Sol es de unos 1.392.784 kilómetros.
A las distancias variables entre la Tierra y el Sol, el Sol tiene un diámetro angular de 31 minutos y 27 segundos a 32 minutos y 32 segundos. Entonces, un cono de espacio entre un ojo humano en la Tierra y el Sol y más allá de la órbita de la Tierra en el lado opuesto del Sol sería un cono muy delgado que se expandiría desde cero en el ojo hasta 1 392 784 kilómetros a la distancia del Sol y hasta aproximadamente 2.785.568 kilómetros en el lado opuesto de la órbita de la Tierra.
Con la órbita elíptica de la Tierra, la distancia entre la Tierra y el Sol varía de aproximadamente 147 095 000 kilómetros a aproximadamente 152 100 000 kilómetros. La distancia media es de unos 149.598.023 kilómetros. Si la órbita de la Tierra fuera perfectamente circular con un radio de 149 598 023 kilómetros, la órbita de la Tierra tendría una circunferencia de unos 939 951 280 kilómetros. Entonces, un grado de arco de la órbita de la Tierra cubre aproximadamente 2.610.975,7 kilómetros.
Una sonda espacial tendría que viajar alrededor de 1.392.784 kilómetros por delante o por detrás de la posición de la Tierra en la órbita de la Tierra hasta una posición en la que un objeto en el lado más alejado del sol a la distancia orbital de la Tierra aparecería por encima del borde del sol.
Si, por ejemplo, a una sonda espacial se le da 1 kilómetro por segundo más o menos que la velocidad orbital de la Tierra, se moverá 1 kilómetro por delante o por detrás de la Tierra en cada segundo, 60 kilómetros en cada minuto, 3.600 kilómetros en cada hora y 86.400 kilómetros en cada día. Serán necesarios 16.120 días para avanzar 1.392.784 kilómetros por delante o por detrás de la Tierra, 32.240 días para recorrer el doble de esa distancia, etc.
La corona del Sol, que se extiende a miles y millones de kilómetros por encima de su superficie, es muy brillante, pero el brillo del Sol millones de veces más brillante hace que sea imposible para el ojo humano notar la corona. Excepto durante los eclipses solares totales, cuando la Luna bloquea la luz de la superficie del Sol, lo que permite a los humanos en la Tierra ver la corona.
Bernard Lyot introdujo el coronógrafo en 1931 para bloquear la luz de la superficie del Sol y así ver la corona durante el día.
Los coronógrafos en el espacio ultraterrestre son mucho más efectivos de lo que serían los mismos instrumentos si estuvieran ubicados en el suelo. Esto se debe a que la ausencia total de dispersión atmosférica elimina la mayor fuente de deslumbramiento presente en un coronógrafo terrestre. Varias misiones espaciales como SOHO de NASA-ESA y SPARTAN, Solar Maximum Mission y Skylab de NASA han utilizado coronógrafos para estudiar los alcances exteriores de la corona solar. El telescopio espacial Hubble (HST) puede realizar una coronagrafía utilizando la cámara de infrarrojo cercano y el espectrómetro de objetos múltiples (NICMOS),[5] y hay planes para tener esta capacidad en el telescopio espacial James Webb (JWST) utilizando su infrarrojo cercano. Cámara (NIRCam) e Instrumento de infrarrojo medio (MIRI).
https://en.wikipedia.org/wiki/Coronagraph [1]
así que ha habido una serie de coronógrafos basados en el espacio que estudian la corona del Sol, y habrá otros en el futuro.
La Teoría de la Relatividad General de Einstein predijo que la gravedad desviaría la luz dos veces más que en la física newtoniana. Durante un eclipse total de Sol, las estrellas se pueden ver cerca del Sol, y al medir qué tan lejos estaban sus imágenes de sus posiciones reales en el eclipse total del 29 de mayo de 1919, Dyson y Eddington, y Crommelin y Davidson, pudieron confirmar las predicciones de la Ralatividad General.
Entonces, una sonda espacial con un coronógrafo debería poder hacer su propio eclipse y ver una Tierra contraria tan pronto como la sonda espacial estuviera lo suficientemente lejos de la Tierra como para que la Tierra contraria ya no estuviera detrás del Sol desde la posición de la sonda espacial, que tomaría algunos días, semanas o meses dependiendo de la velocidad y la trayectoria de la sonda espacial en relación con la Tierra.
Y, por supuesto, una vez que una sonda espacial se alejó lo suficiente de la Tierra para poder apuntar su telescopio al área aproximada donde la Tierra contraria debería estar orbitando sin incluir al Sol en el campo de visión, entonces no necesitaría un coronógrafo para tomar imágenes. del área donde debería estar la contratierra.
Entonces, si hubiera una Tierra contraria orbitando exactamente opuesta a la Tierra, alguna sonda espacial la habría detectado hace mucho tiempo, y las personas en el intercambio de pilas de exploración espacial probablemente podrían decirle la última fecha posible en que podría haber permanecido sin ser detectado. Probablemente puedan vincularlo a fotos que habrían mostrado la Tierra contraria si estuviera allí.
https://www.google.com/search?q=space+exploration+stack+exchange&oq=space+exploration+stack&aqs=chrome.0.0j69i57j69i60l2j0j69i64.10407j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8 2
Pero supongamos que es posible crear agujeros de gusano artificiales. Quizás un planeta alienígena está siendo atacado por sus enemigos. Quizás los enemigos usen agujeros de gusano artificiales para hacer que aparezcan planetas con trayectorias que los estrellarán contra el planeta asediado. Entonces, los nativos del planeta bajo ataque generan un agujero de gusano artificial con una boca justo delante de su planeta en su órbita.
El planeta desaparece en la boca del agujero de gusano, que desaparece. La otra boca del agujero de gusano aparece en el espacio interestelar lejos del reino de su enemigo, tal vez a cientos, miles, millones o miles de millones de años luz de distancia. El planeta sale por la boca del agujero de gusano lejano, que desaparece.
Los extraterrestres pueden mantener su planeta iluminado y calentado artificialmente, pero tal vez deseen encontrar una estrella para orbitar por razones sentimentales.
Querrán seleccionar una estrella con la misma masa, luminosidad y edad que sus estrellas de origen, de modo que la radiación de esa estrella sea exactamente la misma que la de las formas de vida en su planeta y la velocidad orbital del planeta. , que aún conserva será exactamente correcto.
Así que estudian un montón de estrellas cercanas y encuentran una que parece perfecta. Desafortunadamente, ya hay un planeta en la órbita perfecta alrededor de esa estrella. Afortunadamente, pudieron poner su propio planeta en una órbita exactamente opuesta alrededor de la estrella. Desafortunadamente, hay nativos inteligentes en el planeta de esa estrella. Afortunadamente, los nativos están simplemente en el nivel de desarrollo del siglo XXI, miles de años atrás, y poner su propio planeta en un obituario contrario evitará que los nativos se enteren por un tiempo, dándoles más tiempo para prepararse para cualquier posible hostilidad.
Entonces, los extraterrestres deciden usar uno o más agujeros de gusano artificiales para poner su planeta en una órbita contraria a la Tierra en el lado más alejado del Sol de la Tierra.
O tal vez algunos extraterrestres hipotéticos construyan bases espaciales en el otro lado de la Luna, para que puedan observar la Tierra sin que su base sea vista incluso por los telescopios terrestres más avanzados. Durante décadas, las historias ocasionales de ciencia ficción señalaron que una base alienígena en el otro lado de la luna no podía detectarse desde la Tierra.
Y luego los extraterrestres descubren que la Tierra está comenzando la era espacial, y dicen alguna versión alienígena de &(% ^*%$${0%@^ !! y comienzan a construir un hábitat espacial en el lado más alejado del sol, orbitando en la posición contraria a la Tierra, y utilizando su sistema de propulsión de vez en cuando para mantenerse dentro de la posición contraria a la Tierra. Desmantelan la base en el lado opuesto lunar y mueven todas sus actividades principales de la base a la base en la posición contraria a la Tierra.
La Tierra tiene un radio promedio de 6,371.0 kilómetros. Si la base alienígena fuera esférica y tuviera un radio de 6,371 kilómetros, tendría 0,001 el diámetro de la Tierra, 0,000001 el área de la superficie de la Tierra y 0,000000001 el volumen de la Tierra. Si la base alienígena tuviera el mismo albedo (reflectividad) que la Tierra, parecería una millonésima parte más brillante vista desde la Tierra que un planeta como la Tierra a esa distancia.
O los extraterrestres podrían hacer de su base un cilindro hueco que gire para simular la gravedad. Podría tener medio kilómetro de radio y un kilómetro de largo. Cuando se vio el extremo circular, tendría un área de 162.358.564 del tamaño de la sección transversal de la Tierra y, por lo tanto, podría ser 162.358.564 de brillante.
La superficie interior hueca de la base tendría una superficie de 0,7853975 kilómetros cuadrados. Pero si tuviera diez cubiertas separadas por 3 metros cada una, las superiores no tendrían una gravedad mucho menor que las inferiores y la superficie sería diez veces mayor, 7,853975 kilómetros cuadrados.
Mil estaciones espaciales de este tipo en órbita en el punto contrario a la Tierra tendrían una superficie combinada de 7.853,975 kilómetros cuadrados, un millón tendría una superficie combinada de 7.853.975 kilómetros cuadrados. Eso sería más pequeño que las superficies de Rusia, Canadá, China, EE. UU. o Brasil, pero más grande que las superficies de Australia, India, Argentina, Kazajistán, Argelia, etc., etc.
Si el millón de tales estaciones espaciales estuviera dispuesta en una cuadrícula tridimensional de cien estaciones por cien estaciones por cien estaciones, y cada una estuviera separada por mil kilómetros de sus vecinas más cercanas, la cuadrícula podría parecer casi totalmente transparente como el espacio y podría parece no ser más que una pequeña concentración de polvo espacial a primera vista y tal vez más tarde.
Suponiendo que no haya tiempo de construcción Una sonda tardaría aproximadamente 5 meses en llegar al otro lado del Sol desde la posición de la Tierra EN EL LANZAMIENTO, una fracción más rápido de lo que tardaría la Tierra, también tendría una órbita más baja que la Tierra similar a Venus o cerca. esto se debe a cómo funciona la mecánica orbital.
Si quisiera que la sonda estuviera permanentemente del otro lado del sol hacia la Tierra, entonces tomaría alrededor de 2-3 años, la sonda necesitaría dejar caer su periápside solar para completar varias órbitas y en cada órbita se adelantaría a la tierra. por uno o dos meses como máximo, por lo que necesitaría avanzar su posición orbital por 6 meses en relación con la Tierra, por lo que 3 o 4 órbitas completas probablemente alrededor de 10-11 meses terrestres por órbita harían esto. entonces necesitaría elevar su periápside para que sea el mismo que la tierra para permanecer permanentemente en el lado opuesto del sol a la Tierra
Aunque también necesitaría tomar las posiciones de Venus/Mercurio (dependiendo de la altura de Periapsis) para asegurarse de que no reciba una asistencia gravitatoria de ellos y saque su órbita.
Si solo desea alcanzar su punto máximo alrededor del sol, la otra opción es esperar 1 mes; en ese momento, la Tierra estaría lo suficientemente lejos como para ver más allá del sol en comparación con donde había estado.
Editar: también vale la pena señalar que reducirá su Periapsis alrededor del sol al disminuir la velocidad (en su Apoapsis de la Tierra) en comparación con la tierra, que a su vez hará que viaje más rápido alrededor del sol que la Tierra, tienes que amar Orbital Mechanics
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