¿Habríamos visto la etapa de ascenso del Águila del Apolo 11 si todavía estuviera en órbita alrededor de la Luna?

Este video: ¿Sigue el módulo lunar del Apolo 11 en órbita alrededor de la Luna 52 años después? afirma, basándose en simulaciones orbitales, que existe la posibilidad de que el módulo lunar del Apolo 11 todavía esté orbitando la Luna.

¿Es esta afirmación razonable desde un punto de vista astronómico? Es decir, ¿hay telescopios en la Tierra que habrían detectado este objeto probablemente brillante en la órbita lunar? Después de todo, hay rocas espaciales que conocemos más pequeñas que esta nave espacial .

Una pregunta relacionada pero diferente en Space SE: ¿Podría la etapa de ascenso del Eagle del Apolo 11 seguir orbitando la Luna?

Respuestas (3)

Fondo/Vídeo

Comenzando alrededor del minuto 6 del video , se analizan las órbitas congeladas y se ejecutan algunos ejemplos de simulaciones GMAT para explicar cómo se pueden simular las órbitas lunares, incluidos hasta el orden 160 en los armónicos esféricos gravitacionales de la Luna, que han sido cartografiados con mucha precisión por la misión GRAIL .

Luego, el video enlaza con el estudio en sí:

La etapa de ascenso del módulo lunar "Eagle" del Apolo 11 fue abandonada en órbita lunar después del aterrizaje histórico en 1969. Se desconoce su destino. El análisis numérico descrito aquí proporciona evidencia de que este objeto podría haber permanecido en órbita lunar hasta el día de hoy. Las simulaciones muestran una variación periódica en la excentricidad de la órbita, correlacionada con la longitud selenográfica de la línea absidal. La tasa de precesión absidal se correlaciona con la excentricidad. Estos dos factores parecen interactuar para estabilizar la órbita a largo plazo.

"¿Habríamos visto la etapa de ascenso del Águila del Apolo 11 si todavía estuviera en órbita alrededor de la Luna?"

No está claro; tal vez.

Así es como podría haber sido detectado.

Véase también Persiguiendo la cola de Snoopy; Mi búsqueda de la etapa de descenso del Módulo Lunar del Apolo 10.

La pregunta de Space SE ¿Por qué se necesitaba el plato Green Bank de 100 m junto con el plato Goldstone de 70 m de DSN para detectar Chandrayaan-1 en órbita lunar? y sus respuestas explican que el radar doppler de retardo del transmisor de radar de diámetro muy grande (= haz angosto) en Arecibo y el receptor de diámetro muy grande (= haz angosto + sensible) en Green Bank pudieron captar el pequeño reflejo de Chandrayaan- 1 en su órbita a 200 km de la superficie de la Luna.

Esto se hizo separando el reflejo de la nave espacial del de la Luna 10 12 veces más grande tanto espacialmente (usando estos grandes λ / D platos) y en el espacio de frecuencias, ya que el desplazamiento Doppler de una órbita lunar circular de 200 km con una velocidad de unos 1600 m/s a 2380 MHz será de unos 25 kHz.

nota: Todavía no sé si de hecho usaron la frecuencia más alta disponible en Arecibo; también hay ERP más bajos a 430 y 47 MHz, Green Bank puede recibir hasta 290 MHz.

Encontraron Chandrayaan-1 de esta manera, y no está claro si esos datos también habrían detectado al Águila mucho más grande o no. 1.22 λ / D porque el radar de Aredibo es de solo 1,7 minutos de arco, por lo que , a menos que realmente buscaran el Águila, podrían haberlo perdido fácilmente.

De la pregunta vinculada en Space SE:

"Imágenes de radar adquiridas de la nave espacial Chandrayaan-1 mientras volaba sobre el polo sur de la luna el 3 de julio de 2016. Las imágenes se adquirieron utilizando la antena de 70 metros (230 pies) de la NASA en el Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo Goldstone en California. Este es una de las cuatro detecciones de Chandrayaan-1 de ese día".

arriba: "Imágenes de radar adquiridas de la nave espacial Chandrayaan-1 mientras volaba sobre el polo sur de la luna el 3 de julio de 2016. Las imágenes fueron adquiridas usando la antena de 70 metros (230 pies) de la NASA en el Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo Goldstone en California Esta es una de las cuatro detecciones de Chandrayaan-1 de ese día". Crédito: NASA/JPL-Caltech. desde aquí

Sección recortada de la figura anterior para llamar la atención sobre "El cuadro blanco en la esquina superior derecha de la animación representa la fuerza del eco".

arriba: Sección recortada de la figura anterior para llamar la atención sobre "El cuadro blanco en la esquina superior derecha de la animación representa la fuerza del eco". Crédito: NASA/JPL-Caltech. desde aquí

Hay un par de inconsistencias con la teoría presentada en el video y el documento en el que se basa. Aparentemente, los autores están sugiriendo que Eagle no se estrelló porque estaba/está en una órbita 'congelada'. Sin embargo, se cree que las órbitas congeladas ocurren solo para órbitas con inclinaciones más altas (de hecho, solo para 4 inclinaciones específicas: 27, 50, 76 y 86 grados) (ver https://science.nasa.gov/science-news/science- at-nasa/2006/06nov_loworbit/). Pero el módulo Apolo 11 tenía una órbita casi ecuatorial, y un pequeño satélite llamado PFS-2 lanzado por una misión Apolo posterior, que también tenía una pequeña inclinación, se estrelló después de solo un mes. Entonces, el argumento no cuadra del todo, ya que ambos objetos tienen una órbita muy similar. Los autores también deberían ejecutar sus cálculos para PFS-2, que sabemos que se bloqueó, y ver si pueden replicar esto en sus cálculos. De lo contrario, demostraría que sus cálculos son erróneos y, por lo tanto, su conclusión carece de fundamento.

El brillo del módulo de ascenso Eagle debería hacerlo, en principio, detectable en partes de la órbita donde no está frente a la luna. Por su distancia y tamaño se puede estimar que sería un millón de veces menos brillante que el Telescopio Espacial Hubble (que aparece como una estrella de magnitud 1), por lo que debería ser como una estrella de magnitud 16. Con un telescopio de 20 pulgadas de diámetro o más, esto debería ser teóricamente detectable si se usa un aumento suficiente (el brillo de la superficie del fondo disminuirá con el inverso del aumento al cuadrado, mientras que el objeto, siendo esencialmente una fuente puntual, permanecerá en el mismo brillo). He escuchado de algunos astrónomos aficionados que pueden ver estrellas de magnitud 3 a plena luz del día con su telescopio si saben dónde mirar.

Y con el radar, se han detectado otros satélites que orbitan la luna (ver https://moon.nasa.gov/news/12/new-radar-technique-finds-lost-lunar-spacecraft/ ) pero no el módulo Eagle.

(nota: he editado sustancialmente mi respuesta, por lo que es posible que algunos de los comentarios a continuación ya no se apliquen)

Acerca del primer párrafo de esta respuesta: el enlace dice que "Sitio de impacto desconocido". Los efectos de perturbación se abordan en un video vinculado en OP. Sobre el segundo párrafo: ¡gracias, eso es útil! Si agrega algunas fuentes, sería muy apreciado :)
@zabop Los módulos de aterrizaje se estrellaron deliberadamente como un experimento sísmico, pero en el caso del Apolo 11, el sismómetro falló después de 3 semanas, por lo que es posible que se haya perdido el accidente (ver referencias en mi respuesta editada). La estimación con respecto a la visibilidad óptica es mi propio cálculo. En cualquier caso, los satélites de este tamaño (o incluso más pequeños) que orbitan la luna pueden y han sido detectados por radar (ver respuesta editada)
@JohnHoltz Puede estar en el límite para ver a través de la atmósfera, pero 60 millas sobre la luna sería aproximadamente un minuto de arco, por lo que está bastante lejos del disco de la luna si tiene un aumento suficiente, y tal vez con algo de procesamiento posterior podría hacer es mejor visible (solo estoy haciendo una conjetura educada aquí; no estoy en posición de confirmar esto por experiencia práctica (mis últimas sesiones de observación con telescopio datan de hace muchos años)). Definitivamente no debería ser un problema fuera de la atmósfera terrestre. Y con el radar, también debería poder detectarlo (vea mi respuesta editada)
"todos los módulos lunares se estrellaron deliberadamente contra la luna" - ¿Estás seguro de eso? Una encuesta rápida parece indicar que los Apolo 4, 5, 6, 7 y 9 nunca abandonaron la órbita terrestre, el simulador LM del Apolo 8 todavía está conectado al S-IVB en una órbita solar hasta el día de hoy, en el Apolo 10, el LM fue enviado a una órbita heliocéntrica, en el Apolo 11 se dejó en órbita lunar, y en el Apolo 13 se utilizó como bote salvavidas en el regreso a la Tierra.
@JörgWMittag Me refería a los que realmente aterrizaron en la luna. Hacer chocar los módulos de ascenso de regreso a la luna fue parte de los experimentos de todos esos vuelos, pero en el caso del Apolo 11, el detector sísmico que dejaron atrás falló después de un par de semanas, por lo que no se pudo registrar el choque.
Según Wikipedia, al menos, las etapas de ascenso de los LM del Apolo 12 y del 14 al 17 se estrellaron contra la superficie lunar, mientras que la etapa de ascenso del LM del Apolo 11 quedó en órbita lunar, lo que significa que incluso si nos restringimos para aquellas misiones Apolo que realmente aterrizaron en la luna, todavía no es correcto que todos los LM se estrellaron contra la luna. Es posible que la etapa de ascenso de Eagle también se haya estrellado contra la luna durante los últimos 50 años, pero no fue deliberado y, de hecho, hay documentos que muestran que es posible que no se haya estrellado en absoluto.
@Thomas, deberías haber visto el video del OP antes de publicar esto. Está bien razonado e informativo, especialmente sobre la degradación de la órbita lunar.
@TonyK No puedo molestarme en ver un video de 10 minutos, especialmente considerando mi vieja computadora portátil con Windows XP y también los anuncios que Youtube está poniendo allí. El OP debería haber dado un resumen más detallado de los reclamos en el video y los documentos en los que a su vez se basa.
@JörgWMittag Sí, en el caso del Apolo 11, no se estrelló de la misma manera que en las misiones posteriores, pero ciertamente esperaban que se estrellara más tarde por sí solo. Sin embargo, el sismómetro que lo habría detectado falló después de un par de semanas.
Ah, ¡ es por eso que tu respuesta parece mal informada y obstinada!
Entonces, lo que está diciendo es que cuando dice en su respuesta que "todos los módulos de ascenso lunar se estrellaron deliberadamente contra la luna", lo que realmente quiere decir es "todos los módulos de ascenso lunar se estrellaron deliberadamente contra la luna, excepto los de Apolo 4, 5, 6, 8, 10, 11 y 13"? En ese caso, podría ser una buena idea aclarar su respuesta, ya que la pregunta es explícitamente sobre el módulo lunar del Apolo 11, que quedó en órbita lunar y no "se estrelló deliberadamente contra la luna", y su respuesta es explícitamente solo sobre el LM que se estrellaron deliberadamente contra la luna.
@TonyK Al menos abordé algunos puntos válidos aquí en SE, en contraste con el OP que solo proporcionó un enlace a un video de Youtube que puede o no ser accesible para todos y puede que ya no esté allí dentro de unos años. Tenga en cuenta también que la línea de tiempo del trabajo de investigación, el video y esta publicación de SE sugiere que alguien solo está tratando de conectar su investigación aquí.
@JörgWMittag Editaré mi respuesta más tarde hoy para aclarar
"Así que el argumento no cuadra del todo..." El hecho de que se hayan encontrado órbitas congeladas en ciertos ángulos no significa que nunca pueda haber otras órbitas sobrevivientes pero no necesariamente "congeladas" clásicamente posibles. Tenga en cuenta que el artículo ahora se publica en la revista revisada por pares Planetary and Space Science , por lo que ciertamente ha sido objeto de al menos un escrutinio cuidadoso. Y no necesitaba ver el video, las notas en esa página enlazan con el documento pdf en arXiv.
@uhoh, leí el periódico. Da incluso menos información a este respecto que el video. No menciona ni las órbitas congeladas ni los satélites PFS (PFS-1 también se estrelló, solo un poco más tarde, y eso estuvo muy cerca de una inclinación de órbita 'congelada'). Extrañamente, el documento enlaza con esta página de la NASA science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2006/… sin abordar el problema en absoluto. No debería ser demasiado difícil repetir los cálculos de órbita para los satélites PFS solo como prueba de concepto aquí. Me sorprende que los autores no hicieran esto.
Sí, veo lo que quieres decir. No me sorprende que no mencione órbitas congeladas; cuando intenta publicar un artículo, a veces necesita mantener el alcance estrecho para evitar el "desplazamiento de la misión" o, en este caso, el "desplazamiento del revisor". El término es útil en la conversación general sobre las órbitas lunares, pero en un artículo de simulación numérica podría haber sido mejor centrarse en este rango particular de órbitas y dejar eso para el próximo artículo. En cuanto a los objetos PFS, quizás no estaban disponibles las mismas restricciones estrictas en los vectores de estado. La NASA rastreó las dos naves principales con mucho cuidado...
... y creo que hubo un avistamiento posterior que restringió aún más las condiciones orbitales iniciales. No sé mucho sobre el despliegue, la trayectoria o el seguimiento de los objetos PFS, pero si fuera más flexible, la cantidad de simulaciones requeridas sería mucho mayor y quizás el resultado sea simplemente una gran distribución de tiempos de impacto dentro del sobre de incertidumbre. . El hecho de que alguien no informe algo no significa que no se haya revisado, el objetivo era lograr que el documento pasara la revisión sin que lo arrastraran hacia abajo en el lento "¿Pero miraste X?" ciclos de revisión.
@uhoh Es una buena práctica verificar la validez de las simulaciones numéricas aplicándolas a escenarios en los que realmente conoce el resultado. Y los satélites PFS fueron seguidos muy de cerca, y se sabe exactamente cuándo se estrellaron e incluso aproximadamente dónde. Y como la órbita de PFS-2 era bastante similar a la de Eagle, pero uno se estrelló y el otro supuestamente no, esta habría sido una razón más que suficiente para investigar esto. Además, el autor aparentemente quiere que la gente invierta dinero en la búsqueda de Eagle. No estoy seguro de si tomar atajos sería la estrategia correcta aquí.
@Thomas, a veces, una nueva pregunta proporciona un mejor espacio y formato cuando los problemas deben explorarse en profundidad. Esto puede ayudar a poner las cosas en marcha: [¿Se conocen (o se pueden conocer) las condiciones iniciales para las órbitas de los objetos PSF del Apolo 11 tan bien como lo fueron para el módulo de ascenso? ]( espacio.stackexchange.com/q/54248/12102 )

Primero quería editar esto en mi otra respuesta aquí, pero dado que esto, aunque es muy relevante para el problema, no aborda directamente las preguntas del OP, decidí agregar esto como una respuesta separada:

Los elementos orbitales utilizados en el trabajo citado para simular la órbita de la etapa de ascenso del Águila después de ser expulsada del Apolo 11 son aparentemente los del módulo de comando calculados a partir de los datos de la órbita en el informe de la misión del Apolo 11 (Tabla 7-II ) ( el módulo lunar ya no tenía ningún interés en este momento, por lo que probablemente no se rastreó sistemáticamente después de eso). Esto resultó en los siguientes elementos orbitales que probaron para sus simulaciones para el módulo lunar.

ingrese la descripción de la imagen aquí

La excentricidad de la órbita para estos tres casos es prácticamente la misma: 0,0037, 0,0038, 0,0035 para el caso nominal, máximo y mínimo respectivamente.

Sin embargo, en el Diario de vuelo del Apolo 11 mencionan estas cifras explícitamente para el módulo lunar poco después del 'encendido de la quemadura de inyección trans-terrestre' (alrededor de 5 y 7 horas después del lanzamiento del LM)

justo antes de las 135:47:24 hora de la misión: Perilune 100,7 km, Apolune 118,7 km

justo antes de las 137:30:12 hora de la misión: Perilune 100,7 km Apolune 119,3 km

(están diciendo '-cynthion' en lugar de '-lune' allí)

Esto da como resultado excentricidades de 0,0049 y 0,0050 respectivamente, sustancialmente más altas que las supuestas para las simulaciones basadas en la órbita del módulo de mando en el momento de la separación.

Entonces, el autor puede querer revisar los parámetros orbitales en este sentido, y también aplicar la simulación al satélite PFS-2 para eliminar cualquier ambigüedad aquí y hacer que sus resultados sean más concluyentes.

¿Habríamos visto la etapa de ascenso del Águila del Apolo 11 si todavía estuviera en órbita alrededor de la Luna?
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