¿Cuánto tiempo tiene que esperar el rover lunar para el amanecer?

MINI PROBLEMA. El rover lunar chino Yutu-2 ha superado todas las expectativas y sigue rodando hoy, después de tres años, por la cara posterior de la luna. Todas las noches entra en hibernación, pero ¿cuánto dura la noche?

En 1997, el módulo de aterrizaje de Marte de la NASA llegó al planeta con el rover Sojourner, que realizaría viajes sobre la superficie de Marte. Era un vehículo de seis ruedas, de 65 cm de largo, 48 cm de ancho, 30 cm de alto, 11,5 kg de masa y que podía ir a una velocidad de 1 cm/s.

Por lo tanto, el rover tenía aproximadamente el tamaño de una cortadora de césped robótica para el jardín de la villa. Sojourner estuvo activo durante tres meses.

Desde entonces, varios vehículos notables han aterrizado en Marte. Actualmente (septiembre de 2022), tres están activos; el estadounidense Curiosity (aterrizado en 2012) y Perseverance (2021) y el chino Zhurong (2021).

Después de un período de operación exitosa, se perdió el contacto con tres vehículos de la NASA; Sojourner (1997), Spirit (2011) y Opportunity (2019).

Viajes similares a la luna son menos conocidos. En enero de 2019, el rover chino Yutu-2 pudo conducir hacia una rampa en el propio módulo de aterrizaje y hacia la parte trasera de la luna. Entre otras cosas, tiene un radar de penetración en el suelo que puede alcanzar una profundidad de más de 100 metros con una resolución vertical de diez metros.

La influencia del viento solar en la superficie lunar se puede investigar con un instrumento desarrollado y construido en el Instituto de Física Espacial (IRF) en Kiruna en colaboración con científicos espaciales chinos. Entre otras cosas, quieren investigar cómo los protones del viento solar que golpean la capa superficial del regolito crean una reacción química que puede producir agua.

Yutu-2 se diseñó originalmente para una vida útil de unos pocos meses, pero ahora ha estado activo durante más de tres años y ha viajado más de 1000 metros. Para hacer frente al tiempo oscuro y las temperaturas muy bajas cuando es “noche” en la luna, los componentes electrónicos se apagan y el rover entra en modo de suspensión, solo para despertarse cuando amanece y los paneles solares pueden proporcionar energía nuevamente. . Durante el tiempo en modo de suspensión, el rover recibe calor de mantenimiento de elementos radiactivos.

Yutu-2, en una imagen tomada por la cámara de la sonda lunar Chang’e-4, el 4 de enero de 2019. Foto: Xinhua

En el mini-problema, ahora nos preguntamos cuánto dura una “noche” en la luna.

¿Se trata de doce horas, 24 horas, dos semanas, cuatro semanas o tal vez algo completamente diferente?

(La respuesta más abajo en esta página)

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Solución

La noche en la Luna, como el día, es mucho más larga que en la Tierra, poco más de dos semanas. La luna tiene la llamada rotación fija, es decir, siempre mira hacia el mismo lado hacia la Tierra. (Tiene su base en los “efectos de marea” en la parte sólida de la Luna).

En relación con el espacio circundante (estrellas fijas), la luna gira una revolución alrededor de su propio eje en poco menos de 27 días y 8 horas. Pero al mismo tiempo la tierra gira alrededor del sol. En cuatro semanas, tiene tiempo de dar vueltas aproximadamente 4/52. Por lo tanto, la Luna debe moverse unos dos días más (4/52 por 27 días) antes de que un punto en la superficie de la Luna vuelva a tener al Sol en su cenit. En total, habrá aproximadamente 29,5 días terrestres.

Por lo tanto, la noche en la luna dura poco menos de 15 días. El tiempo exacto varía ligeramente porque la órbita de la Tierra alrededor del Sol es elíptica y, por lo tanto, la velocidad de la Tierra en su órbita alrededor del Sol no es constante. Kepler (1571-1630) ya lo sabía hace quinientos años. Su segunda ley establece que “el radio vector del sol a la tierra barre un área igual en el mismo tiempo”.

Göran Grimvall es profesor emérito de física teórica en KTH y ha trabajado en Ny Teknik con miniproblemas desde 1979.


Source: Nyteknik – Senaste nytt by www.nyteknik.se.

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