¿Cuánto tiempo se tarda en orbitar la luna y qué determina la velocidad de la órbita? También me pregunto si la órbita es más lenta alrededor de la luna en mph frente a la tierra porque hay menos gravedad, volumen, etc.


Al igual que con la órbita de la Tierra o de cualquier otro cuerpo, la ecuación que podemos usar para determinar la velocidad orbital es:


(Elegí la ecuación para una órbita circular, por simplicidad)

Y la ecuación que podemos usar para determinar el período orbital es:


G es una constante igual a 6.67 x 10ˉ¹¹ N m² kgˉ²

M es la masa de la luna

r es la distancia desde el centro de la luna hasta el objeto en órbita. El radio de la luna es de 1737 km. Entonces, r será ese número más la altitud orbital.

Entonces, digamos que queríamos orbitar la luna a una altitud de 400 km (similar a la altitud de la ISS sobre la Tierra). Conectamos los números y obtenemos una velocidad orbital de 1514.4 m / sy un período orbital de 2 horas, 27 minutos y 46 segundos.

Entonces, podemos ver en la ecuación que las dos variables son la masa del objeto que se está orbitando y la distancia desde ese objeto. La masa de la Luna es fija, por lo que nuestra velocidad orbital y el período orbital variarán solo ajustando la altitud de la órbita. Si bajamos la altitud, la velocidad aumentará (y, por lo tanto, el período será más corto) y si aumentamos la altitud, la velocidad disminuirá (y, por lo tanto, el período más largo).

En comparación con la Tierra, dado que la Tierra es más masiva, podemos ver que poner una M más grande en las ecuaciones aumenta la velocidad y acorta el período.

Tenemos un orbitador allí ahora. He calculado el tiempo récord para vencer como

1 hora 51 minutos , más o menos.

Pero no quieres acercarte demasiado, ya que la gravedad fluctúa enormemente sobre toda la superficie lunar. Puedo ver que los aspirantes a Jedi toman riesgos audaces en el futuro.

El Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO) orbita alrededor de la Luna en una órbita polar casi circular de 50 km de altitud. La órbita es “casi” circular, ya que la altitud de LRO puede variar entre su altitud más baja (periapsis) de 35 km y su altitud más alta (apoapsis) de 65 km durante un período de veintiocho días. La aproximación más cercana ha sido a unos 22 km de la superficie, y se movía a unos 1640 m / s.

Crédito de la imagen: NASA – Skimming the Moon – Sitio oficial de LRO de la NASA


Entradas de registro de Apollo 11 Flight Journal:

Última actualización 18-10-2009

076: 42: 49 McCandless: Roger, 11. Estamos grabando sus comentarios para la posteridad.

18 de octubre de 2009 – Día 4, parte 2: Circularización de la órbita lunar … .. El período orbital para la órbita actual del Apolo 11; 2 horas, 8 minutos, 37 segundos; y como escuchaste

[el aterrizaje en la superficie lunar fue 26 horas más tarde en el vuelo]

PAO: Esto es Apollo Control. Hemos tenido pérdida de señal del Apolo 11 en su primera revolución lunar. Adquiriremos la nave espacial en la próxima revolución a las 78 horas, 23 minutos, 31 segundos. El período orbital para la órbita actual del Apolo 11; 2 horas, 8 minutos, 37 segundos;

PAO: Este es el Apollo Control, Houston a las 77 horas, 48 ​​minutos ahora en el vuelo del Apollo 11. Aquí en el Centro de Control de la Misión, Houston, estamos en el proceso de cambiar los turnos. El equipo verde de controladores de vuelo Cliff Charlesworth abandonará muy pronto sus consolas. Mientras tanto, el Apolo 11 pasa por el otro lado de la Luna, fuera de la adquisición. Nuestras últimas lecturas de parámetros orbitales en nuestras pantallas digitales orbitales de dinámica de vuelo indicaron un apogeo de 168.5 millas náuticas [312.1 km], un riesgo de 1 – corrección, un riesgo de 61.2 millas náuticas [113.3 km].

Resumen:

  • período orbital: 2 horas, 8 minutos, 37 segundos;
  • órbita elíptica retrógrada 312.1 km por 113.3 km
  • Las pantallas digitales orbitales indicaron un apogeo de 168.5 millas náuticas [312.1 km], un riesgo de 1 – corrección, un riesgo de 61.2 millas náuticas [113.3 km].

102: 45: 40 Aldrin: Luz de contacto.

[el aterrizaje en la superficie lunar fue 3 segundos después, con el apagado del motor]

Apolo 11 fue el primer vuelo espacial que aterrizó humanos en la Luna. Los estadounidenses Neil Armstrong y Buzz Aldrin aterrizaron el 20 de julio de 1969 a las 20:18 UTC – Apollo 11 – Wiki

Diario de vuelo del Apolo 11 – NASA


Datos acerca de la Luna – Ayuda con la tarea principal – Reino Unido © Copyright Mandy Barrow 2013 [el mundo estaba mirando]

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Editar: esta pregunta se fusionó. La nueva pregunta ha sido completamente respondida por el maestro, pero solo quería intervenir sobre el ingenio del OP. Muy inteligente, de hecho:

También me pregunto si la órbita es más lenta alrededor de la luna en mph frente a la tierra porque hay menos gravedad, volumen, etc.

  • Luna (LRO):
  • altitud 50 km (aproximadamente circular)
  • período: 1:51:00
  • velocidad: 6,066 km / ho 1,685 m / s
  • 3.770 mph o 5.529,3 f / s
  • inclinación de la órbita 89.7 grados
  • maniobra de corrección orbital (doble quema) cada 28 días
  • Tierra (ISS):
    • altitud 400 km (aproximadamente circular)
    • período: 00:92:00
    • velocidad: 27,731.7 km / ho 7,703 m / s
    • 17,235.4 mph o 25,278.6 f / s
    • inclinación de la órbita 51.6 grados
    • impulso orbital de la misión de progreso cada pocos meses

    La velocidad orbital depende de la masa del objeto en órbita y el radio (o eje semi-mayor) de la órbita, por lo que cuanto más lejos esté un objeto de la luna, más largo estará en órbita. Mientras tanto, cuanto más se extiende el radio (o semieje mayor) de la órbita, también aumenta la longitud de la ruta que debe atravesar un objeto. Como resultado, no podemos determinar la duración del tiempo requerido sin especificar el radio orbital.

    Por ejemplo, según mis propios cálculos, orbitar la luna en una órbita circular (o elíptica) con un radio (o eje semi-mayor) del doble de su radio físico, tomaría solo aproximadamente 5,1 horas.

    Depende de la altitud. Cuanto más cerca del centro de masa, más rápido debe viajar; y viceversa. (Una órbita elíptica significa que viajará más rápido en el pericentro y más lento en el apocentro, pero es posible que no esté interesado en eso).

    Este sitio afirma que el período orbital es de 113 minutos. Otros orbitadores obviamente tendrían períodos consistentes con su altitud y velocidad (el último determinante de la elipsis).

    Aproximadamente dos horas para obituar la luna, frente a 90 minutos para orbitar la Tierra.

    La órbita de cualquiera de ellos depende de la altitud a la que orbitas

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