¿Qué tan grande debería ser una colección de asteroides cerca del punto L4 de la Luna para agregarse naturalmente en un "trampolín" para la exploración espacial?

¿No sería útil atrapar asteroides cercanos a la Tierra de unos pocos metros cada vez que se presente la oportunidad y "encerrarlos" en el punto L4 Langrangian de nuestra Luna?

Aunque en los puntos Lagrangianos L4 y L5 existe un equilibrio estable, la estabilidad en los puntos Tierra-Luna se ve muy complicada por la influencia de la gravedad solar.
Sin embargo, las llamadas nubes de Kordylewski existen en los puntos L4 y L5.

Si gradualmente se pudieran juntar más y más asteroides en el punto L4, y suponiendo que se colocaran cerca unos de otros, ¿con qué masa total se agregarían naturalmente debido a la gravitación mutua?

Solo pueden agregarse realmente si pueden perder energía cinética de alguna manera por fricción y calentamiento durante muchas colisiones. La gravedad por sí sola alterará sus órbitas, pero a medida que comiencen a afectarse entre sí, aumentarán su velocidad en relación con su centro, en lugar de disminuir la velocidad. Tendrán que "enfriarse" de alguna manera antes de que puedan reducir la velocidad y agregarse.
@uhoh Cuando los colocas muy cerca uno del otro, no tienen que chocar. Podía imaginar que la gravedad del Sol podría destrozar un poco los asteroides.
¿Relevancia para la exploración espacial?
@OrganicMarble ¡Una luna nueva y más clara en un punto estable cerca de la Tierra podría ser un "trampolín" importante para la exploración espacial!
Excelente punto, si se edita en cuestión.
@Cornelisinspace, oh, ya veo, se trata de una recopilación "manual" y una colocación cuidadosa, no de una agregación natural. ¡Entiendo! Solo necesita suficiente masa para superar las fuerzas de marea y otras fuerzas de múltiples cuerpos y la presión solar, por ejemplo.

Respuestas (1)

Sin mencionar cuán "útil" podría ser esto como un trampolín, ya que es difícil de responder, pero la pregunta más estrecha "¿Se mantendrá un montón de rocas juntas en EML4 o se separarán debido a las fuerzas de marea?" es bastante responsable.

Varias fuerzas actúan sobre un objeto cerca de EML4, principalmente la gravedad de la Tierra que equilibra la inercia en el marco de referencia giratorio, con un ligero tirón de la Luna que completa la estabilidad. Además, existen algunas complicaciones debido a las perturbaciones del Sol.

Como aproximación de primer orden, el gradiente de marea no puede ser mayor que el campo gravitatorio de la Tierra. Y resulta que eso es suficiente para dar una respuesta directa.

El gradiente gravitatorio de la Tierra a esa distancia es 1.4 ⋅ 10 − 11 s − 2

Para un asteroide de referencia, usemos un objeto como Deimos . Deimos tiene una gravedad superficial de 3 ⋅ 10 − 3 metro / s 2 . Con un radio de 6 km, el gradiente de marea de la Tierra daría como resultado una aceleración de 8.4 ⋅ 10 − 8 metro / s 2 , mucho menor que la aceleración superficial proporcionada por el objeto.

La gravedad superficial de los objetos se escala con el radio, siempre que tengan la misma forma y densidad. Del mismo modo, la aceleración de las mareas también aumenta con la distancia, por lo que la pregunta simplemente se reduce a la densidad. La densidad Deimos (1,5 kg/l) ya proporciona alrededor de 4 órdenes de magnitud de seguridad, por lo que:

Los objetos, de cualquier densidad razonable, colocados uno al lado del otro cerca de ELM4, se unirán únicamente por las fuerzas gravitatorias, siempre que sean lo suficientemente grandes como para no volar en pedazos por la presión de la radiación.

¿Podría dar la expresión y el cálculo de la aceleración de las mareas?
@Cornelisinspace es el gradiente de campo, la primera derivada del campo gravitatorio de la Tierra. Localmente estará cerca de lineal.
Pero, ¿cuál sería la masa mínima para que el conjunto de asteroides permaneciera unido? Con una carga útil de 100 toneladas por cada cohete, el asteroide atrapado sería de 4 x 4 x 4 m. ³ , por lo que para un 100 x 100 x 100 m ³ ¡Ya se necesitarían 15.000 cohetes como trampolín!
@Cornelisinspace Es independiente de la masa y solo depende de la densidad, en lo que respecta a las fuerzas gravitacionales.
@Cornelisinspace, la carga útil máxima que puede llevar a la órbita no está directamente relacionada con la masa del asteroide que puede mover a su punto de retraso. No existe una masa mínima para permanecer juntos siempre que su objeto sea lo suficientemente denso. Los asteroides tipo C con todos esos volátiles, estarían bien. Toda esa agua...
@uhoh, sí, como está escrito "El gradiente gravitacional de la Tierra a esa distancia es 1.4 * 10 ^ -11 s ^ -2". En el siguiente párrafo, ya no es realmente un degradado, ya que está integrado de nuevo. Voy a aclarar eso.
¿Qué tan grande debería ser una colección de asteroides cerca del punto L4 de la Luna para agregarse naturalmente en un "trampolín" para la exploración espacial?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v