Tiempo de vida de la luna de la Luna

Imagina si la Luna tuviera su propia luna. Una luna (probablemente un asteroide) que se encuentra dentro de la Esfera de la Colina de la Luna. He leído en otra parte sobre el destino de tal luna. Con el tiempo, debido a que la Luna está bloqueada por las mareas de la Tierra, las fuerzas de las mareas harían que esta pequeña luna de la Luna viera cómo se encogía su órbita. Este pequeño objeto potencialmente cruzaría el límite de Roche y se rompería formando un anillo o simplemente se estrellaría contra la Luna.

En un escenario que estoy imaginando, su pequeña luna podría haber dado vueltas alrededor de nuestro satélite durante alrededor (o más de) 100 millones de años antes de ser descubierta. ¿Es posible que esta luna sobreviva más de 100 millones de años en órbita alrededor de nuestro satélite natural antes de desintegrarse, o una duración de alrededor de 4 mil millones de años a 100 millones de años, asumiendo que este objeto fue capturado naturalmente por la Luna en algún momento del pasado? ?

No está muy relacionado con la pregunta, pero ¿dice que ha orbitado la Luna cien millones de años hasta el descubrimiento? Si tuviera el tamaño de un asteroide, probablemente lo habríamos descubierto en la antigüedad, o hasta el uso del telescopio para la astronomía. Pudimos encontrar las pequeñas lunas de Marte hace más de un siglo.
@B.fox diez mil años de incertidumbre en las fechas son cuatro nueves en 100 millones de años.

Respuestas (3)

Esto es complicado porque el principal efecto que produce inestabilidad depende de dónde está la órbita del satélite y qué tan grande es el satélite.

Cerca de la Luna hay dos perturbaciones principales: los bultos en el campo de gravedad lunar y la fricción de las mareas. Los bultos en el propio campo gravitatorio de la Luna son causados ​​por una distribución no uniforme de la masa ( Mascons , en su mayoría) dentro de la Luna. Puede tener un efecto sorprendentemente grande: los satélites artificiales cercanos deben ser atendidos y sus órbitas ajustadas si quieren permanecer estables durante miles de órbitas. Estos efectos son independientes de la masa del satélite. Tengo dificultades para encontrar documentos a los que puedo vincularme, pero aquí hay un resumen de uno .

La fricción de las mareas es más lenta, pero muy, muy segura y hará que masas más grandes entren en espiral.

Las órbitas lunares circulares de mayor altitud en general no son estables. Por ejemplo:

"Las órbitas circulares de gran altitud alrededor de la Luna son inestables", dice Todd A. Ely, ingeniero senior de orientación, navegación y control en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. "Ponga un satélite en una órbita lunar circular por encima de una altitud de aproximadamente 750 millas (1200 km) y chocará contra la superficie lunar o será expulsado de la Luna por completo en una órbita hiperbólica". Dependiendo de la órbita específica, esto puede suceder rápidamente: dentro de decenas de días.

Y aquí hay un enlace a una gran presentación que señala los efectos: Perturbaciones principales:

  • Concentraciones de masa lunar
  • Efectos del tercer cuerpo de la Tierra/Sol:
    • Contribución principal sobre 700 km
    • Significativo entre 400-700 km
    • Pequeño entre 100-400 km
    • Casi insignificante por debajo de 100 km
  • Presión de radiación solar

OTOH, algunos artículos han sugerido que algunas órbitas elípticas que están lejos del plano de la órbita de la Luna pueden ser moderadamente estables.

Pero parece que nada puede darle estabilidad en los cientos de años o en un rango más largo.

Esta es una buena pregunta. Lo más probable es que el bloqueo de marea de la Luna provoque que el satélite eventualmente salga de órbita, esto sucedería más rápido si la órbita fuera retrógrada, pero incluso una órbita prograda aún tendría que reducir la velocidad muy lentamente para salir de órbita.

Límite Roche

Si el satélite fuera bastante sustancial, hecho de roca, no una acumulación de polvo y hielo como lo son algunos asteroides, siempre que no fuera demasiado grande, entonces no debería romperse. Cuanto más grande es el satélite, mayor es la tensión que puede ejercer sobre él la gravedad de dos cuerpos. Entonces, un asteroide bastante pequeño, tal vez de 20 a 40 km, debería estar bien. Solo soy un fanático del espacio, no un astrofísico, así que si me equivoco en eso, que alguien me corrija.

Sin embargo

Una forma de limitar su desaceleración, y eventualmente sacarlo de órbita, sería tener el satélite en una órbita polar, aún se desaceleraría, pero a un ritmo mucho más lento, y el bloqueo de marea no tendría tanto efecto. efecto.

Victorbrine Cassini, no aceptaría esto como una respuesta a menos que no obtenga ninguna otra respuesta. Con suerte, alguien más calificado podría responder su pregunta con algunas matemáticas.

Su satélite debe ser pequeño, persistente y evadir la detección de la Tierra. Los satélites altos son inestables y pueden verse desde la Tierra.
Aquí hay un esquema mío de Halfbakery: el dispositivo Moon VLO (para órbita muy baja). Lamentablemente, la panadería está incomunicada estas últimas semanas, por lo que el enlace es a través de Wayback Machine.

http://web.archive.org/web/20171015065017/http://www.halfbakery.com/idea/Moon_20VLO_20Device#1331956156

Las cosas en órbita siempre caen hacia el planeta, pero siempre faltan debido a su movimiento lateral. Cuanto más cerca esté el orbitador del planeta, más difícil será pasarlo por alto mientras cae. Pero aún es posible, siempre que haya suficiente movimiento lateral. Propongo que se construya un dispositivo VLO (órbita muy baja) y se ponga en órbita alrededor de la luna. Elijo la luna por su falta de atmósfera, que de otro modo ralentizaría el VLO y lo haría estrellarse. El VLO se pondría en órbita a unos 2 pies (o 1 metro) del suelo. Sería necesario despejar y marcar cuidadosamente un camino, ya que una roca en el camino tendría consecuencias trágicas. El dispositivo tendría que ser muy brillante para reflejar los rayos que podrían empujarlo hacia la superficie.

Se puede usar un cañón de riel para iniciar el VLO. El cañón de riel tendría que quitarse rápidamente del camino cuando el VLO completara su primera órbita. El VLO sería bueno para todo el tipo de cosas habituales para las que son buenos los satélites lunares muy bajos, excepto que sería mejor, porque es más bajo.

— bungston, 11 de septiembre de 2003

de los comentarios

La cosa iría a unos 6000 km/h y completaría una vuelta cada hora y 50 minutos. Se necesitaría un gran cañón de riel...

— AO, 11 de septiembre de 2003

Así también su satélite. Nadie se ha dado cuenta porque es muy pequeño. La gravedad no uniforme no es importante porque su camino pasa por regiones tales que hay un tirón uniforme a lo largo de todo el curso.

Si tus personajes visitan la luna y encuentran un pequeño sendero divertido que atraviesa una colina, haz que se aparten a un lado mientras hacen sus preguntas. Lo resolverán en una hora y 50 minutos.