¿Es posible rastrear un objeto tan pequeño como el Tesla Roadster alrededor del Sistema Solar?

Un objeto tan pequeño como el Tesla Roadster no será rastreable más allá de la órbita de Marte. El Tesla es demasiado pequeño, o el espacio es demasiado grande, o ambos. El hecho de que el amplificador todavía esté conectado y que todo sea bastante brillante facilita un poco las cosas, por lo que es posible que podamos rastrearlo durante bastante tiempo (aunque es posible que le resulte difícil convencerlo de que obtenga el valioso tiempo del Hubble para señalarlo). en el Roadster-booster, hay telescopios más baratos en la Tierra donde podrías tener mejor suerte). Consulte la excelente respuesta de uhoh para un análisis más detallado.

¿Por qué la diferencia?

Voyager está apuntando activamente una antena a la Tierra y transmitiendo lo mejor que puede. Apuntamos algunas de nuestras antenas receptoras más grandes en dirección a la Voyager y escuchamos lo mejor que podemos. Obtenemos un puñado de bytes por segundo (si no por hora). Sin tales esfuerzos, nunca lo localizaríamos.

La otra respuesta tiene buenos puntos sobre la transmisión activa de Voyager, pero hay algo más a tener en cuenta.

Los telescopios están diseñados para ver cosas muy lejanas; los telescopios en el espacio aún más. Están diseñados para ver objetos extremadamente distantes y tienen dificultades para ver claramente los objetos cercanos ( obligatorio xkcd ). Debido a que están diseñados para ver objetos muy distantes, solo pueden ver una pequeña porción del cielo a la vez (distancia angular): y hay mucho cielo.

Sin embargo, tenemos una idea bastante buena de hacia dónde se dirige el Roadster , por lo que al menos podemos reducir el área. Con el tiempo, esperaría que la Tierra y Marte perturbaran su órbita y la hicieran más impredecible, pero durante los próximos dos años, deberíamos poder averiguar su ubicación general.

Sabiendo eso, podríamos apuntar telescopios en su área general y buscar. Sin embargo, esto es peor que el problema de la aguja en el pajar. Sería más como dejar caer un pajar del tamaño de Texas en la luna, con una aguja colocada en algún lugar de la parte superior. Solo puede buscar 10m ² a la vez, y Texas tiene muchos m ² . Incluso si la aguja está en el campo de visión del telescopio, es posible que no se dé cuenta a menos que el Sol u otro cuerpo brillante la golpee en el ángulo correcto para reflejarse en su dirección. No emite luz propia.

Su pregunta mencionó "el" Roadster, pero también parece ser más aplicable a objetos del tamaño de "un" Roadster. Un problema similar sería el seguimiento de J002E3 , ampliamente especulado como un viejo cohete Apolo. Sabemos que está ahí fuera, y de vez en cuando echamos un vistazo, pero es notoriamente difícil de rastrear y está mucho más cerca de la Tierra que el Roadster. Tampoco da luz ni transmite nada. Es lo suficientemente cercano al tamaño de un automóvil y está en el mismo orden de magnitud de distancia de la Tierra para proporcionar un buen ejemplo del mundo real de lo difícil que puede ser.

Si Elon quisiera saber dónde está su coche en todo momento, mejor le hubiera ido equipado con un RTG (o paneles solares) y una antena de alta ganancia .

tl; dr: cuando el Roadster esté a aproximadamente 1 AU de distancia tanto de la Tierra como del Sol, tendrá una magnitud aparente$m$igual a su magnitud absoluta$M$o +28. Según Wikipedia , la magnitud límite del Hubble es +31, y para los grandes observatorios terrestres que deben lidiar con el brillo del cielo, la magnitud límite está en el estadio de béisbol de +24 a +26, según la apertura, las condiciones, la óptica adaptativa, el tiempo de exposición, etc. Por lo tanto, Roadster sin duda será teóricamente rastreable ópticamente durante al menos uno o dos meses, ¡si no muchos más!

Gracias al cuerpo del cohete de la segunda etapa (presumiblemente) todavía adjunto, el punto de partida cerca de la Tierra y la leve excentricidad, ¡de hecho, el Roadster será rastreable durante bastante tiempo!

arriba: De esta respuesta , originalmente de aquí .

Voy a caracterizar la segunda etapa blanca de 8 x 3,6 metros como una esfera difusa de 6 metros (vaca ical) con albedo de 0,3 para la estimación del orden de magnitud.

La expresión para la magnitud absoluta$M_{Abs}$reorganizando la ecuación aquí es:

Para la nave espacial "vaca esférica" ​​que resulta ser una magnitud absoluta de +28. Obtienes la misma respuesta si comienzas con el Sol en magnitud -27, y luego sabes que un círculo de 6 metros a 1 UA del sol intercepta 1E-22 de su luz solar, -27 + 2.5*22 = +28.

Conociendo la magnitud absoluta de un objeto, calculas la magnitud aparente$m$usando:

dónde$d_{SR}$y$d_{RE}$son las distancias Sol-Roadster y Roadster-Tierra, cada una normalizada por 1 AU, y el factor$O(1)$es la integral de fase , de orden unidad, teniendo en cuenta la diferencia angular entre la dirección de iluminación y la dirección de visión. En un cálculo de orden de magnitud, esto solo se vuelve realmente significativo cuando el cuerpo se mueve entre el Sol y el espectador. Consulte https://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_magnitude#Solar_System_bodies_(H) .

Entonces, por ejemplo, cuando el Roadster está a aproximadamente 1 AU de distancia tanto de la Tierra como del Sol, tendrá una magnitud aparente$m$igual a su magnitud absoluta$M$o +28. Según Wikipedia , la magnitud límite del Hubble es +31, y para los grandes observatorios terrestres que deben lidiar con el brillo del cielo, la magnitud límite está en el estadio de béisbol de +24 a +26, según la apertura, las condiciones, la óptica adaptativa, el tiempo de exposición, etc. Por lo tanto, Roadster sin duda será teóricamente rastreable ópticamente durante al menos uno o dos meses, ¡si no muchos más!

arriba: Arriba: Datos de distancia de Horizons de JPL trazados usando Python desde aquí . Abajo: Magnitud aparente estimada utilizando las distancias de Horizons más las matemáticas que se muestran aquí en el texto. Su kilometraje puede variar, pero probablemente dentro de +/- 2 magnitudes de las predicciones "oficiales" cuando salgan. NOTA: Esta respuesta muestra que Horizons predice +21 a los 30 días, 4 magnitudes más brillantes que lo que tengo aquí.

Éstos son algunos de los primeros avistamientos ópticos de Roadster. Con estos, la órbita se puede refinar, lo que hace que sea mucho más fácil para los telescopios con aperturas mucho más grandes señalar su posicionamiento en el futuro a medida que se aleja más y más de la Tierra, necesitando el poder de recolección de luz de los telescopios de mayor apertura.

Se puede ver un GIF realmente genial en el artículo de Space.com Observatory Spots Tesla Roadster de Elon Musk haciendo zoom en el espacio (video) . Tiene más de 7 MB, así que no puedo agregarlo aquí. Sin embargo, aquí hay diez fotogramas de algún punto intermedio. Aún así, deberías ir a ver todo.

Imagen de DEMIOS a continuación, de aquí también tuiteada por Jonathan McDowell. El pequeño punto cerca del centro que se mueve hacia la derecha y hacia arriba es un Roadster reflejado por la luz del sol, probablemente en su mayor parte por la 2da etapa blanca del FH que aún está instalada.

Esta mañana a las 6:09 hora local desde el sur de España, el Centro de Seguimiento y Vigilancia Espacial Elecnor Deimos captó un objeto en movimiento a una distancia de 520.000 km y a tan solo 20 arcmin de la posición prevista del Tesla Roadster impulsado por Starman , que fue lanzado hacia Marte por el vehículo Falcon Heavy de SpaceX durante un evento histórico el 6 de febrero de 2018. Aún no se ha confirmado si el objeto observado es el propio vehículo Tesla o la etapa superior del lanzador. (énfasis añadido)

Más tarde:

El Centro de Seguimiento y Vigilancia Espacial Elecnor Deimos, Deimos Sky Survey (DeSS), ha obtenido nuevas imágenes del Tesla Roadster conducido por Spaceman en su camino a Marte. Se ha confirmado que el vehículo todavía está conectado a la etapa superior del lanzador Falcon Heavy de SpaceX.

Las imágenes, que capturaron al vehículo a una distancia de 720.000 km de la Tierra (casi el doble de la distancia de la Luna), muestran un efecto de parpadeo que sugiere que el Tesla Roadster está girando rápido.

Anotado/recortado:

GIF original que muestra una nave espacial en movimiento con brillo variable a medida que gira:

abajo: Deimos Sky Survey (DeSS) es un proyecto destinado a la detección y seguimiento de objetos espaciales cercanos a la Tierra. Desde aquí _

¿El Roadster en sí? No. Las encuestas de asteroides no están realmente configuradas para rastrear cosas tan pequeñas.

Sin embargo, el Roadster todavía está conectado a la etapa superior del Falcon Heavy. El conjunto completo tiene aproximadamente el mismo tamaño y brillo que una etapa superior de Apolo, y como muestra la detección del "asteroide" J002E3 , es probable que aparezca en los estudios del cielo de vez en cuando. Espere que comience a recoger identificadores de asteroides provisionales en unos pocos años.