Un micrometeoroide es un meteoroide diminuto : una pequeña partícula de roca en el espacio, que normalmente pesa menos de un gramo . Un micrometeorito es una partícula que sobrevive al paso a través de la atmósfera terrestre y llega a la superficie terrestre.
El término "micrometeoroide" fue oficialmente obsoleto por la IAU en 2017, por ser redundante para meteoroide. [1]
Los micrometeoroides son trozos muy pequeños de roca o metal desprendidos 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 de manera importante a los procesos de meteorización espacial . Cuando chocan contra la superficie de la Luna , o de cualquier cuerpo sin aire ( Mercurio , los asteroides , etc.), la fusión y vaporización resultante provoca oscurecimiento y otros cambios ópticos en el regolito .
Los micrometeoroides tienen órbitas menos estables que los meteoroides, debido a su mayor relación superficie - 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 terrestre) sólo pueden recolectarse en zonas donde no hay sedimentación terrestre , típicamente regiones polares. Se recoge hielo y luego se derrite y se filtra para que los micrometeoritos puedan extraerse bajo un microscopio.
Los micrometeoroides suficientemente pequeños evitan un calentamiento significativo al entrar en la atmósfera terrestre . [2] La recolección de tales partículas por parte de aviones de alto vuelo comenzó en la década de 1970, [3] desde entonces 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 atmósfera extraterrestre. materiales disponibles para su estudio en laboratorios de la Tierra.
En 1946, durante la lluvia de meteoritos Giacobinid , Helmut Landsberg recogió varias pequeñas partículas magnéticas que aparentemente estaban asociadas con la lluvia. [4] 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 ". [5]
Whipple, en colaboración con Fletcher Watson del Observatorio de Harvard , lideró un esfuerzo para construir un observatorio para medir directamente la velocidad de los meteoros que podían verse. En ese momento se desconocía el origen de los micrometeoritos. Se utilizaron mediciones directas en el nuevo observatorio para localizar la fuente de los meteoros, lo que demostró que la mayor parte del material procedía de las colas de los cometas y que no se podía demostrar que ninguno de ellos tuviera un origen extrasolar. [6] Hoy en día se entiende que los meteoroides de todo tipo son restos de material de la formación del Sistema Solar, formados por partículas de la nube de polvo interplanetaria u otros objetos formados a partir de este material, como los cometas. [7]
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 sobre la Tierra, estimándola en 14.300.000 toneladas por año. [8] Esto sugirió que el flujo de meteoritos en el espacio era mucho mayor que el número basado en observaciones telescópicas. Un flujo tan elevado presentaba un riesgo muy grave para las cápsulas Apolo en órbita alta y para las misiones a la Luna. Para determinar si la medición directa era precisa, se realizaron varios estudios adicionales, incluido el programa de satélites Pegasus , Lunar Orbiter 1 , Luna 3 , Mars 1 y Pioneer 5 . Estos mostraron que la tasa de paso de meteoros a la atmósfera, o flujo, estaba en línea con las mediciones ópticas, entre 10.000 y 20.000 toneladas por año. [9] El Programa Surveyor determinó que la superficie de la Luna es relativamente rocosa. [10] La mayoría de las muestras lunares devueltas durante el Programa Apolo tienen marcas de impactos de micrometeoritos, típicamente llamadas "zap pits", en sus superficies superiores. [11]
Los micrometeoroides representan una amenaza importante 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 desafío de diseño importante para los diseñadores de naves espaciales y trajes espaciales ( consulte Prenda térmica para micrometeoritos ). Si bien los tamaños diminutos de la mayoría de los micrometeoroides limitan el daño causado, los impactos de alta velocidad degradarán constantemente la carcasa exterior de las naves espaciales de una manera análoga al chorro de arena . La exposición a largo plazo puede amenazar la funcionalidad de los sistemas de las naves espaciales. [12]
Los impactos de objetos pequeños con velocidades extremadamente altas (10 kilómetros por segundo) son un área actual de investigación en balística terminal (aunque acelerar objetos hasta tales velocidades es difícil; las técnicas actuales incluyen motores lineales y cargas conformadas ). El riesgo es especialmente alto para los objetos que permanecen en el espacio durante largos períodos de tiempo, como los satélites . [12] También plantean importantes desafíos de ingeniería en sistemas de elevación teóricos de bajo costo, como rotovatores , ascensores espaciales y dirigibles orbitales. [13] [14]
El trabajo de Whipple es anterior a la carrera espacial y resultó útil cuando la exploración espacial comenzó sólo unos años después. Sus estudios habían demostrado que la posibilidad de ser alcanzado 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. [6]
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 fina película de aluminio mantenida a poca distancia del cuerpo de la nave espacial. Cuando un micrometeorito golpea la lámina, se vaporiza formando un plasma que se propaga rápidamente. Cuando 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. [15] El escudo permite construir el cuerpo de una nave espacial con el espesor justo necesario para la integridad estructural, mientras que la lámina añade poco peso adicional. Una nave espacial de este tipo es más ligera que otra con paneles diseñados para detener los meteoritos directamente.
Para las naves espaciales que pasan la mayor parte de su tiempo en órbita, alguna variedad del escudo Whipple ha sido casi universal durante décadas. [16] [17] Investigaciones posteriores demostraron que los escudos tejidos de fibra cerámica ofrecen una mejor protección contra partículas de hipervelocidad (~7 km/s) que los escudos de aluminio del mismo peso. [18] Otro diseño moderno utiliza tela flexible multicapa , como en el diseño de la NASA para su módulo habitacional espacial expandible TransHab , que nunca voló, [19] y el módulo de actividad expandible Bigelow , que se lanzó en abril de 2016 y se adjuntó al ISS durante dos años de pruebas orbitales. [20] [21]
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace ){{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )