El alunizaje reduce la energía de las naves espaciales al consumir energía del combustible. ¿A dónde va la energía?

La energía no se crea ni se destruye, simplemente se transforma de una forma a otra.

En el módulo de aterrizaje lunar, y en todos los cohetes, la energía potencial química de los combustibles se convierte en calor, que es energía cinética desordenada. Parte de esa energía térmica se convierte, a través de turbinas y una boquilla, en energía cinética ordenada, en forma de un gas caliente dirigido en expansión. Pero la mayoría solo permanece como calor, por lo que la segunda ley también se conserva.

La energía potencial gravitacional a menudo se define como negativa (cero en el infinito), por lo que los objetos en varias órbitas tienen energía cinética y energía gravitacional. Sucede que en una órbita circular (en un potencial cuadrado inverso) que la energía cinética es la mitad de la energía potencial. Entonces, una nave espacial que está bajando su órbita en realidad aumenta su energía cinética (va más rápido) al tiempo que disminuye su energía potencial gravitacional.

Eventualmente, la órbita del módulo de aterrizaje lunar se vuelve extremadamente elíptica (excéntrica), lo cual es una buena manera de decir que va a golpear el suelo, y los cohetes continúan generando calor y disminuyendo su velocidad. Cuando descansa sobre la superficie, está en el apogeo (¿apo-lune?) De una órbita que se extiende hasta cerca del núcleo, pero, por supuesto, la superficie de la luna ejerce una fuerza normal que evita que el módulo de aterrizaje caiga a través de la superficie.

En este punto, sus tanques están casi vacíos, y toda esa energía almacenada se ha transformado en una nube de gas difusa y, con suerte, en un vehículo intacto en la superficie.

El combustible retiene cualquier energía cinética que tenía mientras estaba a bordo del módulo de aterrizaje. A medida que el combustible reduce la velocidad del módulo de aterrizaje, se transfiere energía cinética adicional del cohete al combustible a través del efecto Oberth. La energía química liberada durante la combustión se convierte en:

• El combustible gana energía cinética adicional cuando es expulsado del cohete.
• El combustible se calienta.
• El combustible emite calor y luz.
• La fricción del combustible contra la boquilla produce sonido dentro del módulo de aterrizaje.

Tenga la seguridad de que si considera cuidadosamente cada mecanismo de disipación de energía, la energía total sigue siendo la misma y la entropía aumenta, tal como debe ser.

En la energía cinética de las moléculas de escape, algunas de las cuales luego transfieren la energía al paisaje lunar en forma de calor.

Se podría argumentar que todo el gasto energético, en todas partes, se destina a la entropía.

Los vapores de chorro reciben la energía de propulsión más la energía de ruptura de la nave espacial, se convierte en energía cinética más calor de ome.