¿Puede haber polvo en órbita alrededor de una nave espacial que orbita la Tierra o la Luna?

Un punto de partida para comprobar la estabilidad orbital es la Esfera de influencia para la estabilidad a corto plazo (o más bien, para seleccionar un marco adecuado, una referencia en la aproximación cónica parcheada) y la Esfera de Hill para la estabilidad a más largo plazo (satélites).

$$r_{SOI} \approx a\left(\frac{m_{satellite}}{m_{parent}}\right)^{2/5}$$

Para una nave espacial de referencia, elegiré una voluminosa de 60 toneladas métricas, porque eso es convenientemente$10^{22}$veces más ligero que la Tierra.

• LEÓN:$r_{SOI} \approx 7cm$
• GEO:$r_{SOI} \approx 40cm$
• A la distancia de la Luna:$r_{SOI} \approx 4m$
• 500 km sobre la Luna:$r_{SOI} \approx 3cm$

Como la SOI estará en su mayoría dentro de la nave espacial, debe asegurarse que cualquier polvo en órbita tendrá órbitas muy inestables y no keplerianas, incluso antes de tener en cuenta la forma irregular de la mayoría de las naves espaciales.

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La presión de radiación es importante para el polvo. Como una partícula relativamente grande, tomemos un bloque de aluminio de un milímetro cúbico.$2.7 \cdot 10^{-6}kg$, cada cara$10^{-6}m^2$. La presión de la radiación solar es$9\cdot 10^{-6} N/m²$para una superficie reflectante, por ejemplo, durante cinco horas, se ha acelerado a unos 5 cm/s (comparable a lo que ha hecho la gravedad de la nave espacial durante el mismo lapso de tiempo, girando el vector de velocidad del polvo en órbita). Eso es un cambio de posición del orden de decenas de metros durante el mismo tiempo, lo que hace que quede fuera del alcance de la atracción de la nave espacial.

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Estoy tentado a concluir que "no", debido a la presión de la radiación (incluso esto solo) y la débil influencia de la nave espacial, el polvo no puede orbitar una nave espacial alrededor de la Luna o la Tierra, incluso solo por un par de órbitas (la radiación la presión está expulsando la partícula a la misma magnitud que la nave espacial la está arrastrando, entonces, ¿qué es lo que la trae de regreso para completar una órbita?). Puede haber algunas excepciones cuando se encuentra en una órbita muy alta y el polvo está en sombra perpetua.