Hipotéticamente, ¿puedo crear una gran estación de anillo que rodea la tierra como un hoola hoop y todavía orbitar?

Para que los objetos orbiten entre sí, sus centros de masa tienen que ser diferentes. Si sus centros de masa son los mismos, no existe una atracción gravitacional efectiva, y si bien podríamos ser capaces de equilibrarlos, no sería un arreglo estable y conduciría inevitablemente al desastre.

Técnicamente hablando, podríamos crear un anillo que sea significativamente más del doble del diámetro de la Tierra, y colocarlo de modo que su centro de masa esté a una distancia orbital viable del centro de la Tierra, a pesar de que su borde más alejado todavía al otro lado de la tierra. En otras palabras, algo como esto (Tierra en azul):

Este anillo orbitaría la tierra, se parecería mucho (como usted dice) a un hula hoop de gran tamaño. Sin embargo, no sé si esa sería una órbita estable . El problema, como lo veo, sería que los diferentes bordes del anillo estarían sujetos a fuerzas gravitacionales notablemente diferentes: si el borde cercano estuviera un poco más de un radio de tierra, el borde lejano estaría a más de tres radios de tierra, y gravitacional forzar los conos por el cuadrado de la distancia. Esto desplazaría el centro de gravedad del anillo para que ya no estuviera alineado con el centro de masa del anillo (además de cambiar algo como el momento de inercia del anillo cuando orbitaba), y eso crearía algunos pares locos en el sistema. En cualquier caso, la matemática ya no sería una simple mecánica orbital, porque ya no podemos usar ciegamente el centro de masa del objeto como una aproximación para el objeto en sí: demasiada masa del objeto está en el lado opuesto de la tierra, cancelando el efecto del resto de la masa.

Absolutamente podrías crear un anillo que, a través de su propia revolución, también orbita la tierra. Se podría decir que cualquier punto dado en este anillo está orbitando independientemente de otras partes, pero no hay razón para que no se puedan unir entre sí.

Este es el principio básico detrás de un anillo Dyson (en oposición a la esfera); todo el anillo giraría alrededor de cualquier planeta o estrella alrededor del cual se construyera, aunque para cualquier propósito útil sería mejor colocarlo alrededor de una estrella.

Como estás hablando hipotéticamente, no sirve de nada entrar en los detalles de los materiales insanos de los que se necesitaría construir tal construcción, pero te aseguro que no tenemos esa tecnología disponible en este momento.

Deberías leer las novelas del mundo del anillo de Larry Niven, que se basan en ese tipo de estructura, excepto que tiene un millón de millas de ancho y un radio del mismo tamaño que la órbita de la Tierra. Y, por supuesto, el Mundo Anillo rodea una estrella, no un planeta. La cuestión es que dicha estructura no es estable en el plano de su “órbita”. Si algo lo perturba de tal manera que el cuerpo central (el planeta o la estrella) ya no esté centrado en el anillo, no hay fuerza natural o tendencia a restaurarlo. (Niven abordó el problema en la segunda novela de Ringworld, introduciendo un sistema de propulsores montados en el borde del anillo).

Probablemente. El mayor problema es el uso de materiales que sean lo suficientemente fuertes como para resistir las fuerzas inherentes a fluctuaciones menores en la gravedad mientras orbita. Para un vehículo, no es gran cosa, está más bien localizado. Pero para un gran “hula hoop” conectado alrededor de la Tierra, sí, sería un gran problema. En este momento no creo que tengamos cosas lo suficientemente fuertes como para hacerlo, incluso si pudiéramos mover fácilmente las cosas a la órbita para construirlo.

Sí, y tampoco es una mala idea. Turismo de luna de miel, residencias de ancianos, captura de energía eólica solar, industria pesada de baja gravedad. Un buen sitio para todo lo anterior. Sin embargo, como cuestión económica, creo que su anillo comenzaría como asteroides huecos independientes y se desarrollaría hasta su resultado final, durante muchas decenas de miles de años.

Minutephysics explica esto mejor de lo que puedo

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