Kann ein Asteroid in die Erdumlaufbahn eintreten?

Kann ein Asteroid mit der richtigen Geschwindigkeit und im richtigen Winkel an der Erde vorbeifliegen, um seine Flugbahn zu biegen und eine Umlaufbahn zu machen?

Hinweis: Ich kenne Objekte wie 2016 HO3, die aufgrund von Lagrange-Punkten Quasi-Satelliten der Erde sind. Ich frage mich, ob ein Asteroid tatsächlich ein Satellit der Erde werden kann.

In dieser Frage können Sie mehr über 2016 HO3 lesen . Der Ausdruck "Quasi-Satellit" ist nur ein "quasi-wissenschaftlicher" Begriff. HO3 befindet sich in einer Umlaufbahn um die Sonne, wird aber aufgrund von Störungen eine Weile in einer 1:1-Resonanz mit der Erde verbringen. Wenn die Erde plötzlich verschwinden würde, würde sie sich immer noch in einer sehr ähnlichen Umlaufbahn um die Sonne befinden. Eine Antwort auf Ihre Frage könnte ein vorübergehendes "Einfangen" in einer chaotischen "Mini-Mond" -ähnlichen Umlaufbahn beinhalten. Siehe diese Frage für mehr dazu.
Ich denke, es ist sicher, ja zu sagen. Die Erde ist ein Planet. Andere Planeten ab dem Mars haben Satelliten, die eingefangene Asteroiden (oder KBOs) zu sein scheinen, also warum sollte die Erde nicht in der Lage sein, einen einzufangen?
@ jamesqf : en.wikipedia.org/wiki/Moons_of_Mars "Der Ursprung der Marsmonde ist immer noch umstritten" Wir wissen nicht genau, ob die Marsmonde eingefangene Asteroiden (oder KBOs) sind.

Antworten (5)

Unser Mond macht dies möglich. Ein Asteroid mit einem Tief v ∞ In Bezug auf die Erde könnte ein naher Vorbeiflug des Mondes in der richtigen Richtung in eine entfernte Umlaufbahn um die Erde gelangen. Dieses Objekt würde wahrscheinlich weiterhin auf den Mond treffen und könnte wieder ausgestoßen werden.

Es ist wichtig zu erkennen, dass Dinge nicht einfach in den Orbit driften können, ohne dass etwas sie bremst. Dies ergibt sich aus der Energieerhaltung. Ein Objekt, das sich auf die Erde zu bewegt, gewinnt aufgrund der Schwerkraft an Schwung, wenn es sich nähert. Sofern nicht etwas anderes stört, um das Objekt zu verlangsamen (wie eine Gravitationsunterstützung durch den Mond), wird diese kinetische Energie auch notwendigerweise ausreichen, um dem Objekt zu ermöglichen, der Anziehungskraft der Erde zu entkommen.

Können Sie erläutern, warum dies (im Prinzip) ohne den Mond nicht möglich wäre?
Aber die Wahrscheinlichkeit, dass alle Parameter für eine Umlaufbahn passen, ist gering, denke ich?
@mb21 Energieerhaltung. Ein Objekt, das sich auf die Erde zu bewegt, gewinnt aufgrund der Schwerkraft an Schwung, wenn es sich nähert. Sofern nicht etwas anderes stört, um das Objekt zu verlangsamen (wie eine Gravitationsunterstützung durch den Mond), wird diese kinetische Energie auch notwendigerweise ausreichen, um dem Objekt zu ermöglichen, der Anziehungskraft der Erde zu entkommen.
@ Ajedi32 Was ist mit Aerobraking?
Umlaufbahnen sind geschlossene Pfade, wenn Sie also einmal durch die Atmosphäre gehen, kehren Sie zu ihr zurück. Der Asteroid kann für eine oder vielleicht zwei Umlaufbahnen im Orbit sein, aber dann tritt er ein. Wenn Sie keine wirklich leichte Aerobrake haben und Ihre resultierende Apoapsis zum Mond hinausgeht und der Mond dort ist, wenn Sie dort ankommen, und Sie an der richtigen Seite des Mondes vorbeifliegen, wird Ihre Periapsis angehoben, um eine Wiederbegegnung mit dem zu verhindern Atmosphäre. Jetzt befinden Sie sich jedoch in einer mondüberquerenden Umlaufbahn, die instabil ist und wahrscheinlich sowieso dazu führen wird, dass Sie entweder ausgestoßen werden oder in die Erdatmosphäre eintreten.
@tubes Aerobraking bringt es auch nicht in eine stabile Umlaufbahn, da das Perigäum in der Atmosphäre sein muss und es keine Möglichkeit gibt, es anzuheben, selbst wenn die Erfassung funktioniert hat. Wieder könnte der Mond meiner Theorie helfen.
@ Ajedi32 Aber ein Objekt, das sich auf Erde und Mond zubewegt, gewinnt auch aufgrund der Schwerkraft an Schwung, wenn es sich nähert. Warum gilt also nicht auch dort das gleiche Energieerhaltungsargument?
Was den Mond anbelangt, wenn Sie zufällig ein wirkliches Tief haben v ∞ relativ zur Erde, dann ist es möglich, dass ein sehr leichter Zug von Jupiter zur gleichen Zeit wie eine Begegnung mit der Erde Sie in die Erdumlaufbahn bringt. Aber eine solche Umlaufbahn ist so unglaublich locker, dass sie nicht stabil ist und Sie bald wieder abfliegen werden.
@MarkAdler Es ist besser, die vollständige Erklärung in die Antwort aufzunehmen. Kommentare in SE gelten als kurzlebig.
@DavidRicherby Da dort zwei Himmelskörper beteiligt sind, ist es möglich, dass das Objekt an Schwung (relativ zur Erde) verliert, indem es diese Energie im Wesentlichen mit einem Manöver, das als Gravitationsunterstützung bekannt ist, an den Mond abgibt . Die Physik davon ist etwas schwieriger mit Text zu erklären. Versuchen Sie, auf YouTube nach ein paar visuellen Simulationen von Schwerkrafthilfen zu suchen.
In einem Zwei-Körper-System verlässt ein Objekt, das sich auf einer hyperbolischen Bahn nähert, dieselbe hyperbolische Bahn mit derselben Energie, mit der es hereingekommen ist. Die einzige Möglichkeit, es von hyperbolisch zu elliptisch zu ändern, ist entweder mit einem dritten Körper (Mond, Jupiter usw.) oder mit Widerstand (atmosphärischer Durchgang) oder mit Antrieb (in diesem Fall landet ein Teil des ursprünglichen Objekts in der Umlaufbahn). , Nicht alles davon).
@uhoh Fühlen Sie sich frei, meine Antwort zu bearbeiten.
@MarkAdler der Antrieb kann reines Lichtsegel sein, dann bleibt das gesamte Ausgangsobjekt zusammen. Nicht sicher, ob man es immer noch als Zwei-Körper-System bezeichnen kann?
@RossPresser Guter Punkt! Ja, kein Zweikörpersystem. Die anderen Körper hier sind aber nicht die Sonne, sondern die Photonen! Auch auf wirklich langen Zeitskalen könnte der Yarkovsky-Effekt etwas in eine wirklich lockere Umlaufbahn bringen. Wieder werden Photonen für die Impulsübertragung absorbiert und wieder emittiert.
Was ist mit den Gezeitenkräften? Der Marsmond Phobos senkt seine Umlaufbahn durch Gezeitenkräfte und der andere Mond Deimos geht auf. Aber könnten Gezeitenkräfte das Einfangen eines Asteroiden erklären?
Tolle Frage! Ja, Gezeitenkräfte könnten dies tun, obwohl die Wirkung einer Gezeitenkraft für einen einzigen Durchgang verschwindend gering ist. Das sich nähernde Ding müsste bei a sein v ∞ von sehr nahe Null für einen Durchgang, um es über die Kante zu ziehen.

Aerobraking würde nicht funktionieren. Wenn der Asteroid genügend Geschwindigkeit verlieren würde, um ihn in die Umlaufbahn zu bringen, wäre die Umlaufbahn sehr exzentrisch, was zu wiederholten Begegnungen mit der Atmosphäre und schließlich zu einem Aufprall führen würde.

Sie könnten ein Stück hinzufügen, als ob die Periapsis nicht durch Aerobreaking geändert werden kann, aber ansonsten ist dies eine anständige Antwort. Sie könnten auch berücksichtigen, dass der Mond einen Gravitationsschleudereffekt zulassen könnte, der es ihm ermöglichen könnte, ihn zu umkreisen.
@PearsonArtPhoto Abgesehen davon, dass das nicht stimmt, ändert sich die Periapsis mit dem Aerobreaking, nur nicht annähernd so stark wie die Apoapsis. Damit sich die Periapsis während des Aerobreaks nicht ändert, muss der gesamte Aerobreak an der Periapsis stattfinden, und keiner davor oder danach, oder?
Die Periapsis kann durch Aerobraking niedriger werden, aber das führt nicht zu einer stabilen Umlaufbahn. :)
Ja, das meinte ich, man kann die Periapsis nicht durch Aerobreaking anheben ...

Capture erfordert von Natur aus drei Körper. Am einfachsten ist es, wenn der Mond der dritte Körper ist. Es gibt jedoch noch ein anderes Einfangszenario – nehmen Sie zwei Asteroiden, die sich gegenseitig umkreisen. Sie nähern sich sehr langsam, wenn sie die Erde passieren, bewegen sie sich knapp über Fluchtgeschwindigkeit. Sie passieren sehr nah, derjenige, der sich an diesem Punkt vorwärts bewegt, trifft die Atmosphäre und klatscht. Dadurch hat der andere eine gefährlich niedrige Periapsis und eine Apoapsis, die hoch genug ist, um instabil zu sein.

Genial, Bravo!

Sehr unwahrscheinlich.

Eine interessante Sache an Orbitalbahnen ist, dass sie zeitlich umkehrbar sind. Sie können zusehen, wie eine Rakete von der Erde abhebt und in den Orbit eindringt, und wenn Sie wissen möchten, wie man sie landet, können Sie sich vorstellen, genau die gleichen Manöver durchzuführen, nur umgekehrt. Dies ist praktisch, um intuitiv zu erfassen, was möglich ist. Wenn ein Asteroid aus dem Weltraum kommen und spontan in der Erdumlaufbahn eingefangen werden könnte, würde das bedeuten, dass es möglich wäre, das Gegenteil zu tun – ein Objekt in der Umlaufbahn um die Erde zu haben, das spontan völlig kostenlos in den Weltraum geschossen wirdohne überhaupt Kraftstoff zu verbrauchen. Der einzige Weg, wie so etwas möglich wäre, wäre eine sehr präzise Gravitationsinteraktion mit einem dritten Körper wie dem Mond, aber das müsste genau richtig erfolgen, um ein Objekt einzufangen oder es aus der Umlaufbahn zu befördern. Jedes Objekt, das sich aus dem Weltraum der Erde nähert, bewegt sich mit Fluchtgeschwindigkeit und muss aktiv verlangsamt werden, um in die Erdumlaufbahn einzutreten.

Es hängt wirklich davon ab, ob Sie bereit sind, Kollisionen in Betracht zu ziehen, und wie groß ein Asteroid ist.

Ein Objekt von ausreichender Größe, das auf die Erde aufprallt, würde eine beträchtliche Menge Material abscheren und die Umlaufbahn der Erde stören. Dies könnte das aufprallende Objekt möglicherweise genug verlangsamen, während es immer noch von der Erde getrennt bleibt, was dazu führt, dass es um die Erde kreist.

Ich glaube, die derzeit vorherrschende Theorie ist, dass der Mond so entstanden ist.

Ich bezeichne das als Lithobremsung.
Wird das Aufprallen auf die Erde als "ein tatsächlicher Satellit der Erde werden" betrachtet? Denn darum geht es in der Frage.
Es ist ein extremes Beispiel dafür, obwohl man argumentieren könnte, dass das Objekt, das umkreist wird, nicht mehr die Erde ist.
Kann ein Asteroid in die Erdumlaufbahn eintreten?
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