Micrometeoroide
Un micrometeoroide es un meteoroide diminuto: una pequeña partícula de roca en el espacio, que suele pesar menos de un gramo. Un micrometeorito es una partícula que sobrevive al paso a través de la atmósfera de la Tierra y llega a la superficie de la Tierra.
El término "micrometeoroide" fue oficialmente desaprobado por la IAU en 2017, como redundante para el meteoroide.
Orígenes y órbitas
Los micrometeoroides son fragmentos muy pequeños de roca o metal que se desprenden de trozos más grandes de roca y escombros que a menudo se remontan al nacimiento del Sistema Solar. Los micrometeoroides son extremadamente comunes en el espacio. Las partículas diminutas contribuyen en gran medida a los procesos de meteorización espacial. Cuando golpean la superficie de la Luna, o cualquier cuerpo sin aire (Mercurio, los asteroides, etc.), la fusión y vaporización resultantes provocan el oscurecimiento y otros cambios ópticos en el regolito.
Los micrometeoroides tienen órbitas menos estables que los meteoritos, debido a su mayor proporción de área de superficie a masa. Los micrometeoroides que caen a la Tierra pueden proporcionar información sobre eventos de calentamiento a escala milimétrica en la nebulosa solar. Los meteoritos y micrometeoritos (como se les conoce al llegar a la superficie de la Tierra) solo se pueden recolectar en áreas donde no hay sedimentación terrestre, típicamente regiones polares. El hielo se recolecta y luego se derrite y filtra para que los micrometeoritos puedan extraerse bajo un microscopio.
Los micrometeoroides suficientemente pequeños evitan un calentamiento significativo al entrar en la atmósfera de la Tierra. La recolección de tales partículas por parte de aviones de alto vuelo comenzó en la década de 1970, momento desde el cual estas muestras de polvo interplanetario recolectadas en la estratosfera (llamadas partículas de Brownlee antes de que se confirmara su origen extraterrestre) se han convertido en un componente importante de la materiales extraterrestres disponibles para su estudio en laboratorios en la Tierra.
Estudios históricos
En 1946, durante la lluvia de meteoritos Giacobinid, Helmut Landsberg recolectó varias partículas magnéticas pequeñas que aparentemente estaban asociadas con la lluvia. Fred Whipple estaba intrigado por esto y escribió un artículo que demostraba que las partículas de este tamaño eran demasiado pequeñas para mantener su velocidad cuando se encontraban con la atmósfera superior. En cambio, desaceleraron rápidamente y luego cayeron a la Tierra sin derretirse. Para clasificar este tipo de objetos, acuñó el término "micrometeorito".
Velocidades
Whipple, en colaboración con Fletcher Watson del Observatorio de Harvard, dirigió un esfuerzo para construir un observatorio para medir directamente la velocidad de los meteoros que se podían ver. En ese momento se desconocía la fuente de los micrometeoritos. Se utilizaron mediciones directas en el nuevo observatorio para localizar la fuente de los meteoros, lo que demuestra que la mayor parte del material se quedó en las colas de los cometas y que no se pudo demostrar que ninguno de ellos tuviera un origen extrasolar. Hoy en día se entiende que los meteoroides de todo tipo son restos de material de la formación del Sistema Solar, que consisten en partículas de la nube de polvo interplanetaria u otros objetos formados por este material, como los cometas.
Flujo
Los primeros estudios se basaron exclusivamente en mediciones ópticas. En 1957, Hans Pettersson realizó una de las primeras mediciones directas de la caída de polvo espacial en la Tierra, estimándola en 14.300.000 toneladas por año. Esto sugirió que el flujo de meteoroides en el espacio era mucho mayor que el número basado en las observaciones del telescopio. Un flujo tan alto presentaba un riesgo muy serio para las cápsulas Apolo en órbita alta y para las misiones a la Luna. Para determinar si la medición directa era precisa, siguieron una serie de estudios adicionales, incluido el programa de satélites Pegasus, Lunar Orbiter 1, Luna 3, Mars 1 y Pioneer 5. Estos mostraron que la tasa de meteoros que pasan a la atmósfera, o flujo, estaba en línea con las mediciones ópticas, en alrededor de 10.000 a 20.000 toneladas por año. El Programa Surveyor determinó que la superficie de la Luna es relativamente rocosa. La mayoría de las muestras lunares devueltas durante el Programa Apolo tienen marcas de impactos de micrometeoritos, típicamente llamados "pozos de zap", en sus superficies superiores.
Efecto en las operaciones de naves espaciales
Los micrometeoroides representan una amenaza significativa para la exploración espacial. La velocidad promedio de los micrometeoroides en relación con una nave espacial en órbita es de 10 kilómetros por segundo (22 500 mph). La resistencia al impacto de micrometeoritos es un importante desafío de diseño para los diseñadores de naves espaciales y trajes espaciales (Ver prenda térmica para micrometeoritos). Si bien el tamaño diminuto de la mayoría de los micrometeoroides limita el daño ocasionado, los impactos de alta velocidad degradarán constantemente la cubierta exterior de la nave espacial de manera análoga a la limpieza con chorro de arena. La exposición a largo plazo puede amenazar la funcionalidad de los sistemas de naves espaciales.
Los impactos de objetos pequeños con una velocidad extremadamente alta (10 kilómetros por segundo) son un área actual de investigación en balística terminal (aunque es difícil acelerar objetos hasta tales velocidades; las técnicas actuales incluyen motores lineales y cargas con forma). El riesgo es especialmente alto para los objetos en el espacio durante largos períodos de tiempo, como los satélites. También plantean importantes desafíos de ingeniería en sistemas de elevación teóricos de bajo costo, como rotovators, elevadores espaciales y aeronaves orbitales.
Protección de micrometeoritos de naves espaciales
El trabajo de Whipple es anterior a la carrera espacial y resultó útil cuando la exploración espacial comenzó solo unos años después. Sus estudios habían demostrado que la posibilidad de ser golpeado por un meteoroide lo suficientemente grande como para destruir una nave espacial era extremadamente remota. Sin embargo, una nave espacial sería golpeada casi constantemente por micrometeoritos, del tamaño de granos de polvo.
Whipple ya había desarrollado una solución a este problema en 1946. Originalmente conocido como "parachoques de meteoritos" y ahora denominado escudo de Whipple, consiste en una película de lámina delgada que se mantiene a una corta distancia del cuerpo de la nave espacial. Cuando un micrometeoroide golpea la lámina, se vaporiza en un plasma que se propaga rápidamente. En el momento en que este plasma cruza el espacio entre el escudo y la nave espacial, está tan difundido que no puede penetrar el material estructural que se encuentra debajo. El escudo permite que el cuerpo de una nave espacial se construya con el grosor necesario para la integridad estructural, mientras que la lámina agrega poco peso adicional. Tal nave espacial es más liviana que una con paneles diseñados para detener los meteoroides directamente.
Para las naves espaciales que pasan la mayor parte de su tiempo en órbita, alguna variedad del escudo de Whipple ha sido casi universal durante décadas. Investigaciones posteriores demostraron que los escudos tejidos de fibra cerámica ofrecen una mejor protección contra las partículas a hipervelocidad (~7 km/s) que los escudos de aluminio del mismo peso. Otro diseño moderno utiliza tela flexible multicapa, como en el diseño de la NASA para su módulo de habitación espacial expandible TransHab, que nunca se voló, y el módulo de actividad expandible Bigelow, que se lanzó en abril de 2016 y se adjuntó a la EEI durante dos años. de pruebas orbitales.
Contenido relacionado
Galaxia del remolino
Rigel
Día juliano
Aldebarán
Modelo geocéntrico