¿Cómo entrar en la órbita de un gigante gaseoso?

Se han escrito muchas preguntas sobre una luna habitable alrededor de un gigante gaseoso. Esta es mi opinión sobre ella.

De alguna manera (puntos extra para quien descubra exactamente cómo es posible) Júpiter es sacado de órbita y se precipita hacia el Sistema Solar interior. Al principio pensamos que se comerá la Tierra y, como puedes imaginar, la gente se vuelve loca y el pánico masivo es inevitable. Sin embargo, resultó que Júpiter (milagrosamente) agregó la Tierra y Marte a su colección de lunas.

Me doy cuenta de lo improbable que es esto, pero tengan paciencia conmigo. La sociedad está en ruinas debido a nuestro pánico. Júpiter (otro milagro; empiezo a pensar que tenemos a alguien cuidándonos) se ubica en una órbita un poco más cerca del sol que nuestra órbita actual, siguiendo una extraña órbita elíptica alrededor del sol.

Tengo algunas preguntas:

  • ¿Cómo podría afectar la radiación de Júpiter a la población de la Tierra? ¿Hará que la Tierra sea inhabitable o solo veremos un aumento en las tasas de cáncer?

  • ¿Qué ubicación alrededor de Júpiter sería adecuada para que la Tierra entrara sin colisionar con otra luna?

  • ¿Sería significativamente más fácil el vuelo espacial a nuestras bases marcianas o la cantidad de gravedad cancelaría el beneficio de una mayor proximidad?

¿Júpiter realmente emite radiaciones, o es algo específico de su entorno?
@ skysurf3000 Júpiter en realidad emite radiación. Similar a nuestros propios cinturones de Van Allen generados por la magnetosfera de Júpiter .
Si no está familiarizado con Worlds in Collision , le recomiendo que se familiarice con él, ya que muchas de estas ideas lo recuerdan. (Tenga en cuenta que Velikovsky presenta su loca teoría como un hecho histórico en lugar de ciencia ficción).

Respuestas (2)

Radiación

La mayor parte de la radiación con la que tenemos que lidiar alrededor de Júpiter se mantendría dentro de sus cinturones de Van Allen. Si la Tierra se estableciera en un área entre (o más allá) de los cinturones de radiación, estaría bastante a salvo de esas ondas radiactivas. Además, tenemos nuestro propio campo magnético que nos protegería de la radiación de Júpiter. Con la cantidad de suerte que está pidiendo aquí, aterrizar en el lugar correcto no sería demasiado difícil. Actualmente estamos trabajando en mapas de los cinturones de radiación de Júpiter en un esfuerzo por averiguar dónde enviar las sondas... pero como sabemos por los cinturones de Van Allen de la Tierra, hay brechas entre ellos.

Ubicación

El espacio es grande™, hay mucho espacio alrededor de Júpiter para que la Tierra y Marte encuentren una ruta orbital en la que no impacten con una de las lunas de Júpiter. Sin embargo, lograr que ambos planetas giren alrededor de Júpiter de manera estable sería más difícil. Simplemente porque la Tierra y Marte estarían jalándose gravitatoriamente el uno al otro de forma regular... Así que la Tierra y Marte tendrían que orbitar a distancias muy diferentes de Júpiter, o desestabilizarían sus órbitas. Vea esta otra pregunta para matemáticas y números sobre cómo posicionar más específicamente un 'satélite habitable' alrededor de un gigante gaseoso. Pero, dicho todo, necesitaremos estar a una distancia bastante buena de Júpiter para tener una órbita segura y estable.

Viaje

Salir del pozo de gravedad de la Tierra no cambiaría mucho en lo que respecta a limpiar la atmósfera. La mayor diferencia sería la ubicación de los puntos de Lagrange Tierra-Júpiter, particularmente el punto L1 (el punto en el que, si te detuvieras, caerías hacia Júpiter en lugar de hacia la Tierra). Una vez que llegue a ese punto, podría usar la dinámica orbital para lanzarse a Marte lanzándose desde Júpiter (asegúrese de tener una buena protección contra la radiación, ya que probablemente golpeará un cinturón de Van Allen. Júpiter puede matar a un humano sin protección en minutos) . Dado que el punto L1 de la Tierra/Júpiter estaría más cerca de la Tierra que de Júpiter, se requeriría menos energía para alcanzarlo que para viajar a Marte. Un poco. Dado que la fuerza de la gravedad está relacionada con la distancia entre dos objetos al cuadrado...

Además, viajar sería mucho más fácil en un sentido y más difícil en el otro. Simplemente porque la Tierra y Marte tendrían que orbitar a diferentes distancias de Júpiter para ser estables. Entonces, para llegar al más cercano a Júpiter, simplemente tendrías que 'caer' hacia Júpiter y luego detenerte en el lugar correcto. Para llegar al planeta exterior, también tendrías que quemarte contra la gravedad de Júpiter. Una vez más, esto no sería una gran diferencia, debido a las distancias involucradas... pero aun así es digno de mención.

Otras preocupaciones

Algunos teorizan que Júpiter es una de las razones por las que nuestro sistema solar interior es habitable. Actúa como un gran apoyador gravitacional e intercepta cometas de período largo, a menudo arrojándolos fuera del sistema solar en lugar de dejarlos entrar en el sistema interno donde el Impacto es un riesgo. Con nosotros sentados en órbita alrededor de nuestro apoyador gravitacional, es probable que veamos más cosas golpeando nuestra atmósfera a medida que Júpiter acumula basura espacial. Sin mencionar la diversión que se puede tener con cualquier asteroide que recoja en su camino a través del cinturón de asteroides.

Las mareas en la Tierra también serán interesantes. Tenemos otro jugador importante en el juego de la fuerza de las mareas agregado, además de nuestra luna y el sol. Además, nuestra luna (si conseguimos mantenerla) tomaría una órbita más excéntrica a nuestro alrededor, ya que Júpiter tira de ella, y daría como resultado diferentes intensidades de las mareas a medida que la luna se acerca y se aleja de nosotros en nuestra órbita. Y dependiendo de nuestra distancia a Júpiter y de las fuerzas de las mareas ejercidas sobre nosotros, también podemos ver un aumento en la actividad volcánica.

El clima también se volvería interesante, ya que (con Júpiter) nuestra órbita alrededor del sol se volvería más excéntrica, lo que llevaría a estaciones más extremas. No estoy seguro de cómo se vería afectado el presupuesto de energía de la Tierra, con la adición de la energía y las fuerzas producidas por Júpiter (algunas de sus lunas se calientan internamente por encima de 0C simplemente por las fuerzas de marea), pero probablemente cambiaría.

Tomaría mucho tiempo para que esto sucediera, pero eventualmente, los días se volverían extraños. La pregunta que vinculé anteriormente incluye ecuaciones para determinar Tidal Locking... lo que sucedería eventualmente. Estaríamos bloqueados por mareas con Júpiter (por lo que el lado del planeta siempre estaría frente a él) y, por lo tanto, nuestro día terminaría con la misma duración que nuestro período orbital alrededor de Júpiter. Esto llevaría mucho menos tiempo del proyectado para que la Tierra se bloquee por mareas al sol.

Estoy pensando que perderíamos la luna. Júpiter podría pasar fácilmente entre la Tierra y la Luna (diámetro de Júpiter: 139 822 km, distancia de la Luna a la Tierra: 384 400 km), por lo que la Luna sería capturada en su propia órbita alrededor de Júpiter, sería arrojada al espacio o chocaría contra Júpiter. . No es quisquilloso, es una gran respuesta. Además, esta es una imagen divertida: i.imgur.com/Ae9hbU1.jpg
Puede que no, todo depende de dónde terminemos orbitando y cómo lleguemos allí. Las lunas internas o las lunas de resonancia robarían una luna, pero si estuviéramos fuera por Callisto o un poco más lejos, hay espacio para tener una luna propia. Sin embargo, no para siempre, el sistema joviano es realmente complicado y probablemente algo nos golpee eventualmente.
@Resonating Muy buen punto. Aunque a los 17 días sería una órbita difícil estar cuando ocurriera el bloqueo de marea. Si estamos en la sombra de Júpiter durante 6-8 días terrestres, la insolación solar sería muy baja, por lo que las cosas podrían enfriarse... O tal vez tan lejos, la umbra no es tan grande. Dependiendo de los cinturones de Van Allen, parece que una órbita de Europa sería mejor. En realidad, me pregunto qué tan cerca tendría que acercarse Júpiter para que la Tierra lo siguiera.
Júpiter tiene solo unos 71 mil km de ancho e incluso Io orbita a 400 mil km. No necesitas mucha inclinación para esquivar esa sombra, e incluso Io solo está sombreado durante 100 minutos más o menos en el peor de los casos. sentar.

Voy a dividir esta respuesta en 3 partes.

Radiación

La radiación de Júpiter en realidad no es un riesgo para nosotros. La radiación de Júpiter es simplemente el resultado de las columnas volcánicas cargadas de Io que forman un cinturón de radiación a su alrededor. Nuestra Tierra posee estos cinturones de radiación (aunque son generados por el viento solar y no por los volcanes). Los llamamos cinturones de radiación de Van Allen .

Los cinturones de radiación de Júpiter sólo son peligrosos para los astronautas en una luna sin atmósfera, es decir, Europa o Ganímedes. La falta de una atmósfera lo hace susceptible a la radiación del nivel de Chernobyl.

Para la Tierra, esto no es así, porque tenemos una atmósfera que es bastante opaca a la radiación. Sin embargo, la radiación es un problema menor, en comparación con el problema más difícil que jamás enfrentaremos.

El sistema Júpiter-Marte-Tierra-Luna será peligrosamente inestable

La Tierra tiene una Luna y Júpiter tiene más de 60 lunas en su sistema. Nuestro sistema sería único porque la Tierra sería la única luna que también tiene su propia luna, es decir, un sistema de subluna.

Sin embargo, esto significa que el sistema también sería muy inestable, ya que nuestra Luna sigue siendo más masiva que Europa. Esto significaría que la Luna lo arrastraría a una órbita alrededor de la Tierra (muy poco probable), o lo redirigiría para estrellarse contra Marte. Recuerde que aunque la mayoría de las lunas de Júpiter son más masivas que nuestra Luna, nuestra Luna sigue siendo comparativamente masiva * (por ejemplo, Ganímedes tiene solo el doble de masa que nuestra Luna).

Además, la atracción gravitacional combinada de Júpiter, la Tierra y Marte resulta ser demasiado para nuestra Luna y puede provocar la erupción de volcanes en nuestra Luna. Esto implicaría que el cinturón de radiación de nuestra Tierra se fortalecería y sería un problema importante para los futuros exploradores espaciales.

Además, el campo magnético de la Tierra y el campo magnético de Júpiter interactúan produciendo fenómenos complejos. Aunque el campo magnético de Júpiter ya es grande, no debemos olvidar que la Tierra también tiene un gran campo magnético, mientras que su magnetosfera podría extenderse a solo 36,000-60,000 (6-10 radios terrestres), su cola magnética se extiende a 6 millones de millas, unas 6 veces el tamaño del Sol. Imágenes del campo magnético de la Tierra y Júpiter-ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí

Como se vio arriba, ambos campos magnéticos ya son comparativamente grandes. Cuando obtienes múltiples campos magnéticos para interactuar entre sí, puedes obtener fenómenos realmente complejos, como remolinos magnéticos, y cuando las columnas volcánicas de Io ingresan al dominio de la Tierra, generarían fuertes auroras que serían intensamente radiactivas para los pasajeros del vuelo.

Además, como Júpiter, la Luna y la Tierra ejercen una atracción gravitacional sobre Marte, esto también puede resultar en que el núcleo de Marte se vuelva a fundir y genere un campo magnético. Además, la propia Luna ahora está siendo flexionada intensamente por Júpiter, la Tierra y Marte, generando un campo magnético lunar. La Tierra no está intacta, ya que Júpiter, Marte y la Luna también la atraen, provocando quizás un campo magnético más fuerte.

Cuando el campo magnético de Júpiter, el campo magnético de la Tierra, el campo magnético de Marte y el campo magnético de la Luna interactúan, ya no se comportan como un escudo protector y, en cambio, se comportan como un acelerador de partículas gigante y de gran tamaño, que ocasionalmente estalla en energía debido al efecto combinado de la energía solar. el viento, las columnas volcánicas de Io y de la Luna arrojan trillones de toneladas de materia al espacio. Esto forma una región de intensa radiación que es potencialmente letal para los futuros exploradores espaciales. Sin embargo, creo que me estoy desviando un poco, así que pasemos al siguiente punto.

Ubicación

La esfera de la colina de Júpiter tiene unos 57 millones de km de diámetro, como lo señala @Resonating en los comentarios, pero eso no significa que tengas un espacio cómodo para colocar una órbita. La gravedad disminuye gradualmente a medida que te acercas a la esfera de las colinas, y en el punto de Langrange, que siempre está en el borde de la Esfera de Hills, la órbita es extremadamente inestable, como un lápiz en su parte trasera, puede caer ante la más mínima perturbación. Por lo tanto, debemos estar mucho más cerca de Júpiter para obtener una órbita adecuada (todavía inestable), lo mismo para Marte.

Bases de Marte

Esta pregunta es significativamente más difícil de responder y puede variar. La gravedad de Júpiter a esa distancia no puede afectar a objetos pequeños como las naves espaciales, así que supongo que mi respuesta sería , aunque eso estaría contrarrestado por el hecho de que la intensa radiación producida haría que los viajes espaciales fueran extremadamente riesgosos.