Wenn die Erde ihre Umlaufbahn ändern würde, was würde mit dem Mond passieren?

Es gebe eine Beschleunigungskraft, die über beliebig lange Zeit auf die Erde einwirkt, um ihre Umlaufbahn um die Sonne zu verändern (zB durch wiederholt an der Erde vorbeifliegende Asteroiden (absichtlich oder ungewollt) oder was auch immer). Betrachten Sie bei dieser Frage nur die Wirkung der Erdanziehungskraft auf den Mond (und umgekehrt), keine anderen Einflüsse (z. B. nicht die unmittelbare Wirkung der vorbeifliegenden Asteroiden auf die Mondbahn).

Wenn solche Störungen schwach genug, aber von ausreichender Dauer sind, um die Umlaufbahn der Erde um die Sonne zu verändern, wie verändert sie dann die Umlaufbahn des Mondes um die Erde? Meine Überlegungen:

Skizze der Auswirkungen einer Kraft auf die Erde auf die Umlaufbahn des Mondes

Da der Mond in der Umlaufbahn um die Erde verbleibt, selbst wenn die Erde um die Sonne kreist, gibt es offensichtlich eine untere Grenze dafür, wie schnell die Erde beschleunigen kann. Diese Kraft wandert jedoch einmal im Jahr um die Erde, daher glättet sich ihre Wirkung auf die Umlaufbahn des Mondes - und die Auswirkungen der Sonne sollen hier sowieso ignoriert werden, also lassen wir die Kraft in eine konstante Richtung gehen.

Die auf die Erde wirkende Kraft kann zerlegt werden in F senkrecht zu und F = koplanar mit der Bahnebene des Mondes. F bewegt die Erde aus der Ebene der aktuellen Umlaufbahn des Mondes, sodass sich die Umlaufbahn des Mondes anpasst, um eine neue Ebene zu finden: Wenn die Kraft kontinuierlich in die gleiche Richtung ausgeübt wird, ändert sich die Umlaufbahn des Mondes bis F = 0 , sodass dieser Faktor vernachlässigt werden kann.

F = wird dazu führen, dass die Umlaufbahn des Mondes sehr elliptisch wird, wobei der Mond näher an der Seite vorbeizieht, auf die die Erde beschleunigt wird, und auf der anderen Seite weiter entfernt ist. Wenn die Kraft auf unbestimmte Zeit aufrechterhalten wird, wird etwas mit dem Mond passieren, aber unter welchen Umständen wird welches Szenario passieren?

  1. Der Mond bleibt im Orbit,
  2. Der Mond wird von der Flut zerrissen,
  3. Der Mond kracht auf die Erde,
  4. der Mond verlässt die Erdumlaufbahn (obwohl der Mond wahrscheinlich sagen wird, dass die Erde davongelaufen ist ...),
  5. alles andere interessante habe ich vergessen.

Antworten (1)

Abgesehen von der Tatsache, dass es 81-mal einfacher ist, den Mond zu bewegen als die Erde, könnte der Mond in einem solchen Szenario mit zusätzlichen 1,23 % an Zeit/Geld/Energie ebenfalls bewegt werden, also würde es wirklich Sinn machen Bewegen Sie sie beide, nicht nur die Erde und riskieren Sie, den Mond zu verlieren oder schlimmer noch, mit ihm zusammenzustoßen.

Aber (lasst uns die Notwendigkeit, 1,23 % zu sparen, einem Haushaltsausschuss des Kongresses zuschreiben) und bewegt einfach die Erde, wie ihr vorschlagt. Würde die Erde den Mond verlieren? . . . Kommt drauf an, muss aber nicht.

Die erste Idee, um aus dem Weg zu gehen, ist, dass es keine Gravitationsschnur gibt, die Erde und Mond verbindet. Wenn die Erde also schnell genug beschleunigt wurde (z. B. Millionen von Hochgeschwindigkeitsraketen gleichzeitig von derselben Seite der Erde abfeuern). Zeit) gibt es keine Verbindung, die den Mond mit der Erde ziehen würde. Dies ist eines dieser Szenarien, in denen die Analogie mit Gummiplatten recht gut funktioniert. Beschleunigen Sie die Erde und der entsprechende Gravitationsschacht bewegt sich vom Mond weg und der Mond bewegt sich entsprechend der Abnahme (oder Zunahme) der Neigung des Gravitationsschachts der Erde , sodass die Geschwindigkeit des Mondes ihn relativ zur neuen Neigung trägt. Aber das ist das Argument für eine einzelne Beschleunigung. Bei mehreren Schwerkraftunterstützungen müssen Sie berücksichtigen, dass sich der Mond in verschiedenen Positionen befindet, damit die relative Bewegung nicht alle in die gleiche Richtung geht.

Asteroid Gravity Assist – wie nah an der Erde?

Ein vorbeifliegender Asteroid würde sowohl den Mond als auch die Erde beeinflussen, aber für eine optimale Erdbewegung möchten Sie, dass er innerhalb von beispielsweise einigen tausend Kilometern der Erdoberfläche vorbeifliegt, außerhalb der Atmosphäre, aber viel näher an der Erde als der Mond. wo sein Gravitationszug auf der Erde mehr als 1.000-mal so groß wäre wie der Zug auf dem Mond beim nächsten Passieren. Der gesamte Pfad wäre kein Verhältnis von 1000 zu 1, aber bei einem ausreichend engen Durchgang können wir tatsächlich sagen, dass der Asteroid der Erde einen viel größeren Gravitationszug verleiht, während der Zug auf dem Mond etwas vernachlässigbar ist. Tatsächlich bewegt sich die Umlaufbahn der Erde, aber die Umlaufbahn des Mondes nicht annähernd so stark.

Asteroiden, die so nahe vorbeikommen, würden sich innerhalb der Roche-Grenze befinden und wahrscheinlich anfangen, auseinanderzubrechen, aber das würde die Schwerkraftunterstützung nicht ändern oder ein Problem für die Erde darstellen, wenn die Geschwindigkeit ausreicht, um durchzukommen und nicht in der Nähe der Erde zu bleiben Orbit.

Wenn es sich um einen einzelnen Asteroiden mit hoher Masse mit einem erdnahen Pass handelte, der die Erde effektiv bewegte, aber nicht den Mond, dann sind alle Ihre Szenarien möglich. Die Erde könnte ausreichend bewegt werden, wo sie vom Mond weggezogen werden könnte (eine Geschwindigkeitsänderung von etwa 1.500 km/h in die richtige Richtung würde dies tun) oder die Erde könnte in den Mond hineingezogen werden (eine Geschwindigkeitsänderung von etwa 3.600 km/h), oder die Umlaufbahn könnte ausreichend wackeln, wenn eines dieser beiden Szenarien irgendwann, wenn nicht sofort, eintreten würde.

Um die Geschwindigkeit der Erde mit einem einzigen Asteroidendurchgang so stark zu ändern, müsste dieser Asteroid (wenn meine Mathematik richtig ist) ein paar Mal die Masse des Mondes haben und ein Objekt mit dieser Masse innerhalb weniger passieren Tausend KM über der Erdoberfläche, sagen wir einfach, das wäre aus mehreren Gründen eine schlechte Idee. - Also, es ist besser, es so zu machen, wie Sie es vorgeschlagen haben. Viele Asteroiden, über eine lange Zeit.

Viele Asteroiden - was würde mit dem Erde-Mond-System passieren

Jeder Asteroid, der innerhalb weniger tausend Kilometer an der Erde vorbeifliegt, würde die Erde leicht bewegen, aber wenn sich der Mond um die Erde bewegt, würden sich viele dieser Bewegungen aufheben. Sie bewegten die Erde auf den Mond zu, wenn sich der Mond auf derselben Seite der Erde wie der Asteroid befand, und von ihm weg, wenn sich der Mond auf der gegenüberliegenden Seite befand. In ähnlicher Weise könnte die Exzentrizität erhöht oder verringert werden. Es gibt keine Antwort darauf, ob die Erde den Mond verlieren würde, ohne die Position des Mondes zu addieren und zu mitteln. Die Bewegung der Erde könnte zeitlich festgelegt werden, wobei der Mond tatsächlich mitgenommen würde. Das funktioniert auch in beide Richtungen. Wir könnten die Erdumlaufbahn durch richtig getimte Triebwerke oder Explosionen auf der Oberfläche des Mondes bewegen, manchmal den Mond von der Erde wegbewegen, manchmal näher,

Der Nettoeffekt ist, dass Sie den Mond mit der Erde oder die Erde mit dem Mond bewegen können, aber nur auf einen von ihnen drücken. Das ist mit gravitativ gebundenen Objekten möglich.

Abhängig vom Timing der Asteroiden-Schwerkraftunterstützung könnten Sie also jedes Ihrer vier Szenarien erstellen, aber ohne spezifisches Timing besteht zumindest eine ziemlich gute Chance, dass der Mond bei der Erde bleibt. Das 2. Szenario, der Mond wird durch die Gezeiten auseinandergerissen, das würde nur passieren, wenn er der Erde sehr nahe kommt.