¿Puede un asteroide entrar en la órbita terrestre?

¿Puede un asteroide pasar cerca de la Tierra con la velocidad y el ángulo correctos para doblar su trayectoria y hacer una órbita?

Nota: conozco objetos como 2016 HO3, que son cuasi-satélites de la Tierra debido a los puntos de Lagrange. Estoy preguntando si un asteroide puede convertirse en un satélite real de la Tierra.

Puedes leer más sobre el HO3 2016 en esta pregunta . La frase "cuasi-satélite" es sólo un término "cuasi-científico". HO3 está en órbita alrededor del Sol, pero pasará un tiempo en una resonancia 1:1 con la Tierra debido a las perturbaciones. Si la Tierra desapareciera repentinamente, todavía estaría en una órbita muy similar alrededor del Sol. Una respuesta a su pregunta puede implicar una "captura" temporal en una órbita caótica similar a una "mini-luna". Consulte esta pregunta para obtener más información al respecto.
Creo que es seguro decir que sí. La Tierra es un planeta. Otros planetas desde Marte en adelante tienen satélites que parecen ser asteroides capturados (o KBO), entonces, ¿por qué la Tierra no podría capturar uno?
@ jamesqf: en.wikipedia.org/wiki/Moons_of_Mars "El origen de las lunas marcianas sigue siendo controvertido" No sabemos con certeza si las lunas de Marte son asteroides capturados (o KBO).

Respuestas (5)

Nuestra Luna lo hace posible. Un asteroide con una baja V ∞ con respecto a la Tierra, hacer un sobrevuelo cercano de la Luna en la dirección correcta podría entrar en una órbita distante alrededor de la Tierra. Ese objeto probablemente continuaría encontrándose con la Luna y podría ser expulsado nuevamente.

Es importante darse cuenta de que las cosas no pueden entrar en órbita sin algo que las frene. Esto resulta de la conservación de la energía. Un objeto que se mueve hacia la Tierra ganará impulso debido a la gravedad a medida que se acerca. A menos que algo más interfiera para reducir la velocidad del objeto (como una ayuda gravitatoria de la Luna), esa energía cinética también será necesariamente suficiente para permitir que el objeto escape de la atracción gravitacional de la Tierra.

¿Podría explicar por qué (en principio) esto no sería posible sin la Luna?
Pero creo que la probabilidad de que todos los parámetros se ajusten a una órbita es baja.
@ mb21 Conservación de la energía. Un objeto que se mueve hacia la Tierra ganará impulso debido a la gravedad a medida que se acerca. A menos que algo más interfiera para reducir la velocidad del objeto (como una ayuda gravitatoria de la Luna), esa energía cinética también será necesariamente suficiente para permitir que el objeto escape de la atracción gravitacional de la Tierra.
@ Ajedi32 ¿Qué pasa con el aerofrenado?
Las órbitas son caminos cerrados, por lo que si atraviesas la atmósfera una vez, volverás a ella. El asteroide puede estar en órbita durante una o quizás dos órbitas, pero luego entra. A menos que tengas un aerofreno realmente ligero, y tu apoapsis resultante salga hacia la Luna, y la Luna esté allí cuando llegues allí y vueles por el lado correcto de la Luna, entonces tu periapsis se elevará para evitar un reencuentro con la Luna. atmósfera. Ahora, sin embargo, se encuentra en una órbita que cruza la Luna, que es inestable y probablemente resultará en que sea expulsado o ingrese a la atmósfera de la Tierra de todos modos.
El aerofrenado de @tubes tampoco lo pondrá en una órbita estable porque el perigeo tiene que estar en la atmósfera y no hay forma de elevarlo incluso si la captura funcionó. Una vez más, la Luna podría ayudar a mi teoría.
@ Ajedi32 Pero un objeto que se mueve hacia la Tierra y la Luna también ganará impulso debido a la gravedad a medida que se acerca. Entonces, ¿por qué no se aplica allí también el mismo argumento de conservación de la energía?
En cuanto a no necesitar la Luna, si tienes un nivel muy bajo V ∞ en relación con la Tierra, entonces es posible que un tirón muy leve de Júpiter al mismo tiempo que un encuentro con la Tierra lo ponga en órbita terrestre. Pero tal órbita es tan increíblemente suelta que no es estable y pronto partirás de nuevo.
@MarkAdler Es mejor poner la explicación completa en la respuesta; los comentarios en SE se consideran efímeros.
@DavidRicherby Dado que hay dos cuerpos celestes involucrados allí, es posible que el objeto pierda impulso (en relación con la Tierra) esencialmente dando esa energía a la Luna mediante una maniobra conocida como Asistencia Gravitacional . La física de eso es un poco más difícil de explicar con texto. Intente buscar algunas simulaciones visuales de asistencias de gravedad en YouTube.
En un sistema de dos cuerpos, un objeto que se aproxima en una trayectoria hiperbólica sale en la misma trayectoria hiperbólica con la misma energía con la que entró. La única forma de cambiarlo de hiperbólico a elíptico es con un tercer cuerpo (la Luna, Júpiter, etc.), o con arrastre (paso atmosférico), o con propulsión (en cuyo caso parte del objeto inicial termina en órbita , No todo).
@uhoh Siéntete libre de editar mi respuesta.
@MarkAdler, la propulsión puede ser pura vela ligera, en cuyo caso todo el objeto inicial permanece unido. Sin embargo, ¿no está seguro de si todavía puede llamarlo un sistema de dos cuerpos?
@RossPresser ¡Buen punto! Sí, no es un sistema de dos cuerpos. Sin embargo, los otros cuerpos aquí no son el Sol, ¡sino los fotones! También en escalas de tiempo muy largas, el efecto Yarkovsky podría poner algo en una órbita muy suelta. Nuevamente, los fotones se absorben y se vuelven a emitir para la transferencia de momento.
¿Qué pasa con las fuerzas de marea? La luna Fobos de Marte está bajando su órbita por fuerzas de marea y la otra luna Deimos está saliendo. Pero, ¿podrían las fuerzas de marea explicar la captura de un asteroide?
¡Gran pregunta! Sí, las fuerzas de las mareas podrían, aunque el efecto de una fuerza de las mareas es extremadamente pequeño para una sola pasada. Lo que se aproxima sería necesario estar en un V ∞ de casi cero para que una pasada lo lleve al límite.

El aerofrenado no funcionaría. Si el asteroide redujera la velocidad suficiente para ponerlo en órbita, la órbita sería muy excéntrica, lo que daría lugar a repetidos encuentros con la atmósfera y un eventual impacto.

Puede agregar una pieza como que el periapsis no se puede cambiar con aerobreaking, pero de lo contrario, esta es una respuesta decente. Además, podría tener en cuenta que la Luna podría permitir un efecto de tipo tirachinas gravitacional que podría permitirle orbitar.
@PearsonArtPhoto Excepto que eso no es cierto, el periapsis cambiará con el aerobreaking, pero no tanto como el apoapsis. Para que el periapsis no cambie durante el aerobreaking, todo el aerobreaking tiene que ocurrir en el periapsis, y ninguno antes o después, ¿no?
El periápside puede volverse más bajo mediante el aerofrenado, pero eso no conduce a una órbita estable. :)
Sí, eso es lo que quise decir, no puedes levantar el periápside con aerobreaking...

La captura requiere inherentemente tres cuerpos. Con mucho, la forma más fácil es que la luna sea el tercer cuerpo. Sin embargo, hay otro escenario de captura: toma dos asteroides que se orbitan entre sí. Se acercan muy lentamente, cuando pasan por la Tierra se mueven justo por encima de la velocidad de escape. Pasan muy cerca, el que avanza en ese punto choca con la atmósfera y hace un splat. Esto deja al otro con un periapsis peligrosamente bajo y una apoapsis lo suficientemente alta como para ser inestable.

¡ Brillante, bravo!

Muy improbable.

Una cosa interesante acerca de las trayectorias orbitales es que son reversibles en el tiempo. Puedes ver un cohete despegar de la tierra y entrar en órbita, y si quieres saber cómo aterrizarlo, puedes imaginarte haciendo exactamente las mismas maniobras pero al revés. Esto es útil para obtener una comprensión intuitiva de lo que es posible. Si un asteroide pudiera provenir del espacio profundo y ser capturado espontáneamente en la órbita terrestre, eso significaría que es posible hacer lo contrario: tener un objeto en órbita alrededor de la Tierra que se lance espontáneamente al espacio profundo completamente gratis.sin gastar nada de combustible. La única forma en que algo así sería posible es con una interacción gravitatoria muy precisa con un tercer cuerpo como la luna, pero eso tendría que ocurrir de la manera correcta para capturar un objeto o lanzarlo fuera de órbita. Cualquier objeto que se acerque a la Tierra desde el espacio profundo se mueve a una velocidad de escape y necesitará una forma de reducir la velocidad activamente para entrar en la órbita terrestre.

Realmente depende de si está dispuesto a considerar colisiones y qué tan grande es un asteroide.

Un objeto de tamaño suficiente que impacte contra la Tierra desprendería una buena cantidad de material y perturbaría la órbita de la Tierra. Esto podría potencialmente ralentizar lo suficiente el objeto que impacta y al mismo tiempo mantenerlo distinto de la Tierra, haciendo que orbite alrededor de la Tierra.

Creo que la teoría predominante actualmente es que así fue como se formó la Luna.

Me refiero a eso como litofrenado.
¿Se considera estrellarse contra la Tierra como "convertirse en un satélite real de la Tierra"? Porque eso es lo que hace la pregunta.
Es un ejemplo extremo de eso, aunque se podría argumentar que lo que está en órbita ya no es la Tierra.
¿Puede un asteroide entrar en la órbita terrestre?
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