¿Es posible lograr una órbita "selenoestacionaria" estable alrededor de la Luna?

¿Existe una órbita geoestacionaria estable alrededor de la Luna?

Mi sensación es que la órbita chocaría con la Tierra debido a la lenta rotación de la Luna.

En lugar de "sentir", ¿por qué no calcular el radio orbital de un cuerpo con la masa de la Luna y un período de rotación de 28 días, es decir, pretender que la Tierra no existe?
porque las matemáticas no las revisé. intentaré de nuevo más tarde
Aquí está Adamo dando una charla bastante práctica y accesible sobre la estabilidad de las órbitas lunares. No parece existir ninguna órbita céntrica lunar estable. La Luna es bastante exigente. Ella prefiere recibir otro golpe en lugar de salir regularmente con alguien que no sea la Tierra.
Tu resultado con la raíz cúbica kg no tiene sentido porque olvidaste las unidades de masa. Si lo haces bien habrás obtenido un valor de 88470 km, que está fuera de la esfera de influencia de la Luna.
Solo para comentar sobre su resultado de Wolfram Alpha, no le dijo las unidades para la masa de la Luna. Simplemente lo dejaste como un número sin procesar, por lo que, por supuesto, Alpha no sabía que debía cancelar el k gramo en GRAMO . Si arrojas estas unidades, obtienes un número con la salida de unidad correcta .
Si gracias. Me siento un poco estúpido, pero las respuestas aún me dijeron cosas nuevas sobre las esferas de Hill y que la luna no tiene una órbita estable en absoluto. Así que valía la pena hacer la pregunta.
Una órbita geoestacionaria significa que el objeto siempre permanece sobre el mismo punto de la tierra, en otras palabras, parece estar estacionario. Esto es útil para los satélites de comunicación porque la antena no necesita rastrear el satélite. La antena simplemente apunta al satélite y, dado que el satélite no se mueve, la antena no necesita moverse. La luna se mueve con respecto a la tierra, por lo tanto no está en una órbita geoestacionaria.
@TylerDurden que responde a una pregunta diferente
@Christian: No, eso responde a la pregunta que SE HIZO: si la luna está en una órbita geoestacionaria. Obviamente no lo es. Ahora tal vez realmente tenía la intención de preguntar si hay órbitas SELENESTACIONARIAS estables, en cuyo caso necesita volver a escribir la pregunta y el título.
Bueno, obviamente la tierra está en una órbita lunar estacionaria, ya que siempre está en línea con un punto en el centro del "lado visible" de la luna. Entonces, cualquier objeto que orbite sobre el ecuador de la luna a la misma distancia que la tierra también sería lunaestacionario, si no fuera por la presencia de la tierra. El problema se convierte en lidiar con la atracción de la Tierra sobre dicho objeto, además de la atracción de la Luna. Ya no es un problema de dos cuerpos.
@TylerDurden: al leer el título en el HNQ, también lo interpreté como "la luna está en una órbita geoestacionaria". Y la respuesta obviamente fue no, así que hice clic para ver cómo respondería la gente. Me sorprendió ver a qué se refería realmente la pregunta.
¿Alguien puede pensar en una redacción mejorada para el título? Tuve la misma respuesta que Tracy: "No, por supuesto que la luna no está en una órbita geoestacionaria".
Pues si pongo estacionaria lunar. ¿Todos saben qué es eso?
Eliminé las matemáticas de la pregunta, ya que la respuesta ya la cubre.
@Christian "selenostationary" o algo así sería más apropiado (ya que geo- es del griego ge) pero aún menos intuitivo. Creo que el título debería usar "luna-estacionario" entre comillas. Ah, ni siquiera miré la primera respuesta: Zephyr tiene razón.
El término correcto para un cuerpo arbitrario parece ser "sincrónico". Si nunca hablas de eso, juega más KSP.
Entonces, si la Tierra está en una órbita selenoestacionaria alrededor de la Luna, parecería que podrías colocar un objeto en una órbita selenoestacionaria al otro lado de la Luna desde la Tierra. Entonces técnicamente estaría orbitando la luna y la tierra como un péndulo doble que no gira.
Bien... aquí hay un pensamiento relacionado. Cuando vi esta pregunta pensé, "Ascensores espaciales lunares". Veo que aunque L1 y L2 son inestables, esa nave espacial puede hacer pequeñas órbitas de "halo" alrededor de estos puntos de Lagrangian. Me pregunto si una estación "cuasi-selenoestacionaria" de un ascensor espacial funcionaría en estas órbitas de "halo".
@JackR.Woods Así es como llegamos a la pregunta durante el almuerzo.
La Luna de la Tierra es verdaderamente un cuerpo masivo en sí mismo, por lo que, más allá de ser un fenómeno puramente natural, la respuesta a esta pregunta es sí, con un buen mantenimiento de la estación. La pregunta que habría que responder es "¿tiene la Luna algún troyano?" y proceder desde un enfoque basado en la evidencia para obtener una respuesta basada en la realidad.

Respuestas (2)

En primer lugar, tal órbita no sería una órbita geoestacionaria ya que geo- se refiere a la Tierra. Un nombre más apropiado sería lunarestacionario o selenoestacionario . No estoy seguro de si existe un término aceptado oficialmente, ya que rara vez escuchas a la gente hablar de esa órbita.

Puede calcular la distancia orbital de una órbita selenoestacionaria utilizando la ley de Kepler:

a = ( PAG 2 GRAMO METRO Luna 4 π 2 ) 1 / 3

En este caso, a es su distancia orbital de interés, PAG es el período orbital (que sabemos que es 27.321 días o 2360534 segundos), GRAMO es solo la constante gravitacional, y con suerte es obvio que METRO Luna es la masa de la Luna. Todo lo que tenemos que hacer es introducir números. encontré eso

a = 88 , 417 k metro = 0.23 mi a r t h − METRO o o norte D i s t a norte C mi

Así que al menos coincido bastante bien con tu cálculo. Creo que estabas confiando demasiado en Wolfram Alpha para obtener las unidades correctas. Sin embargo, las unidades funcionan bien.

Sin embargo, si desea determinar si esta órbita puede existir, debe trabajar un poco más. Como primer paso, calcule la Esfera de la Colina de la Luna . Este es el radio en el que la Luna aún mantiene el control sobre su satélite, sin que la Tierra cause problemas. La ecuación para este radio está dada por

r ≈ a Luna ( 1 − mi Luna ) METRO Luna 3 METRO Tierra 3

En esta ecuación, a Luna = 348 , 399 k metro es el semieje mayor de la Luna alrededor de la Tierra y mi Luna = 0.0549 es la excentricidad orbital de la Luna. Estoy seguro de que puedes darte cuenta de que el METRO 's son las masas de los respectivos cuerpos. Solo enchufa y traga y obtienes

r ≈ 52 , 700 k metro

Un cálculo más cuidadoso , incluyendo los efectos del Sol, es un poco más optimista y proporciona un radio de Hill de r = 58 , 050 k metro . Sin embargo, en cualquier caso, es de esperar que pueda ver que el radio de una órbita selenoestacionaria está mucho más lejos que el radio de Hill, lo que significa que no se puede lograr una órbita estable, ya que la Tierra y/o el Sol la perturbarían demasiado.

Un punto final, semi-relacionado. Resulta que casi ninguna órbita alrededor de la Luna es estable, incluso si están dentro del radio de Hill. Esto tiene que ver principalmente con las concentraciones de masa (o mascons) en la corteza y el manto de la Luna que hacen que el campo gravitatorio no sea uniforme y actúan para degradar las órbitas. Solo hay un puñado de órbitas "estables" y estas solo se logran orbitando de tal manera que no pasen por encima de estos mascons.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
Eventualmente necesitarán colocar algunos satélites a esta distancia para que sirvan como enlace de comunicaciones para futuras exploraciones lunares en el "lado oscuro" de la Luna... eventualmente también podrían servir para proporcionar datos de ubicación para drones o astronautas durante las actividades. en la superficie lunar.

Como describe muy bien la respuesta de Zephyr, hay muy pocas órbitas estables alrededor de la luna, y ninguna de ellas es estacionaria.

Pero la luna está bloqueada por mareas a la Tierra. Eso significa que todos los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna son estacionarios en relación con la superficie de la Luna.

Esa es una buena respuesta abreviada a esta pregunta, y se aplica a todas las lunas o planetas bloqueados por mareas.
La Tierra misma está en estacionario lunar, hasta la liberación en.m.wikipedia.org/wiki/Libration (Edición pendiente)
Los puntos de Lagrange son estacionarios , ya que están definidos geométricamente (¿o debería ser geo-selenométricamente?), pero no son estables debido al efecto perturbador de la gravedad del Sol, y un objeto en tal punto requeriría un impulso ocasional. para mantener su posición. Por lo tanto, no se encontraron objetos naturales en los Lagrangianos Tierra-Luna.
@Chappo: Escuché que las nubes de Kordylewski son objetos naturales que se encuentran en los lagrangianos de la Tierra y la Luna.
@DavidCary: se discute la existencia de las nubes de Kordylewski, en los puntos de Lagrangian L4 y L5. Uno de los objetivos de la sonda espacial Hiten de Japón era encontrar evidencia de las nubes. Para citar a la NASA , Hiten fue "puesto en una órbita circular que pasó a través de los puntos de libración estables L4 y L5 para buscar partículas de polvo atrapadas. No se encontró un aumento evidente".
@Phillip ... ¿Diría entonces que un "ascensor espacial" lunar que apunta directamente a la Tierra funcionaría?
@ JackR.Woods ¿Te refieres a un ascensor espacial que conecta la tierra y la luna directamente ? ¿Como en una atadura desde la superficie de la Tierra hasta la superficie de la luna?
@Phillip .. No, solo estaba pensando en un ascensor espacial para ir de la órbita lunar a la superficie. Sin embargo, después de pensarlo ahora, supongo que tendría que ir hasta la Tierra para ser "sincrónico lunar" ya que la luna está bloqueada por mareas.
@ JackR.Woods Sería posible construir un ascensor espacial desde la superficie de la Luna hasta el punto L1 del sistema Tierra/Luna (donde "posible" tiene el significado habitual cuando se trata de megaestructuras en el espacio: posible en teoría pero imposible en la práctica porque no disponemos de toda la tecnología necesaria ni de los recursos económicos necesarios).
@JackR.Woods, un ascensor espacial desde la superficie de la luna hasta la distancia de la órbita geoestacionaria de la Tierra es el tema de un artículo reciente. Una pega, posiblemente entre muchas: las velocidades no coinciden violentamente entre el extremo del elevador y los satélites geoestacionarios.
Hay, por supuesto, un hipotético de xkcd what-if.xkcd.com/157
@ChappoHasn'tForgottenMonica Su presencia fue confirmada desde su comentario ( ref )
¿Es posible lograr una órbita "selenoestacionaria" estable alrededor de la Luna?
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