Лагранге Поинтс: Паркинг места

Дијаграм Лагрангеових тачака Сунца и Земље

Дијаграм Лагрангеових тачака повезаних са системом Сунце-Земља. (Кредит за слику: НАСА / ВМАП научни тим)



Лагрангеова тачка је место у свемиру где су комбиноване гравитационе силе два велика тела, попут Земље и Сунца или Земље и Месеца, једнаке центрифугалној сили коју осећа много мање треће тело. Интеракција сила ствара тачку равнотеже у којој се свемирска летелица може „паркирати“ ради посматрања.



Ове тачке су добиле име по Јосепх-Лоуису Лагрангеу, математичару из 18. века који је о њима писао у чланку из 1772. године о ономе што је назвао 'проблемом три тела'. Називају се и Лагранжовим тачкама и тачкама либрације.

Структура Лагрангеових тачака

Постоји пет Лагрангеових тачака око великих тела, попут планете или звезде. Три од њих леже дуж линије која повезује два велика тела. У систему Земља-Сунце, на пример, прва тачка, Л1, лежи између Земље и Сунца на око милион миља од Земље. Л1 има непрекидан поглед на сунце и тренутно је окупиран Соларна и хелиосферска опсерваторија (СОХО) и Опсерваторију за дубоку свемирску климу.



Л2 такође лежи милион миља од Земље, али у супротном смеру од Сунца. У овом тренутку, са Земљом, Месецом и Сунцем иза себе, свемирска летелица може добити јасан поглед на дубоки свемир. НАСА -ина Вилкинсонова сонда за микроталасну анизотропију (ВМАП) тренутно се налази на овом месту и мери космичко позадинско зрачење преостало од Великог праска. Свемирски телескоп Јамес Вебб уселиће се у ову регију 2018.

Трећа Лагранжева тачка, Л3, лежи иза Сунца, насупрот Земљине орбите. За сада наука није нашла употребу за ово место, иако је научна фантастика успела.

Мало је вероватно да ће НАСА пронаћи било какву употребу за тачку Л3 јер остаје скривена иза сунца у сваком тренутку, НАСА писао на веб страници о Лагрангеовим тачкама . Идеја о скривеној „Планети-Кс“ на тачки Л3 била је популарна тема у писању научне фантастике. Нестабилност орбите Планете Кс (на временској скали од 150 година) није спречила Холивуд да избаци класике попут 'Тхе Ман фром Планет Кс.'



Л1, Л2 и Л3 су све нестабилне тачке са неизвесном равнотежом. Ако би се свемирска летелица на Л3 померила према Земљи или од ње, она би неповратно пала према Сунцу или Земљи, 'попут једва уравнотежених колица на врху стрмог брда', према астроном Нил ДеГрассе Тисон . Свемирске летелице морају да изврше мала прилагођавања како би одржале своје орбите.

Тачке Л4 и Л5 су, међутим, стабилне, „попут лоптице у великој чинији“, према Европској свемирској агенцији. Ове тачке леже дуж Земљине орбите на 60 степени испред и иза Земље, формирајући врх два једнакостранична троугла који имају велике масе (Земља и Сунце, на пример) за своје врхове.

Због стабилности ових тачака, прашина и астероиди се накупљају у овим регионима. Астероиди који окружују тачке Л4 и Л5 зову се Тројанци у част астероида Агамемнона, Ахила и Хектора (сви ликови у причи о опсади Троје) који се налазе између Јупитера и Сунца. НАСА наводи да је у нашем Сунчевом систему пронађено на хиљаде ових врста астероида, укључујући и једини познати тројански астероид на Земљи, 2010 ТК7.



Л4 и Л5 су такође могуће тачке за свемирску колонију због њихове релативне близине Земљи, барем према записима Герарда О'Неилла и сродних мислилаца. Седамдесетих и осамдесетих година прошлог века група под називом Друштво Л5 промовисала је ову идеју међу својим члановима. Крајем 1980 -их, спојило се у групу која је сада позната као Национално свемирско друштво, организација за заступање која промовише идеју о формирању цивилизација изван Земље.

Предности Лагрангеових поена

Ако свемирска летелица користи Лагрангеову тачку близу Земље, локација има много предности, рекла је Ами Маинзер из Лабораторије за млазни погон за Спаце.цом.

Маинзер је главни истраживач мисије НЕОВИСЕ, која тражи астероиде у близини Земље користећи Инфраред Сурвеи Екплорер широког поља (ВИСЕ) свемирска летелица која кружи близу наше планете. Иако ВИСЕ добро ради са својом трогодишњом мисијом која се завршава 2016. године, рекао је Маинзер, свемирска летелица постављена на Лагрангеовој тачки могла би учинити више.

Далеко од ометајуће топлоте и светлости Сунца, свемирска летелица која лови астероиде на Лагранжовој тачки била би осетљивија на мале инфрацрвене сигнале астероида. Могао је показивати у широком спектру праваца, осим врло близу сунца. И не би му било потребно расхладно средство да остане хладно, као што је ВИСЕ захтевао за прву фазу своје мисије између 2009. и 2011. - сама локација би омогућила природно хлађење. Свемирски телескоп Јамес Вебб искористиће топлотно окружење на тачки Л2 Сунца и Земље како би се одржао хладан.

Л1 и Л2 вам такође омогућавају огромну пропусност јер су преко конвенционалног Ка-опсега радија брзине комуникације веома велике, рекао је Маинзер. У супротном, брзина преноса података постаје веома спора, рекла је она, јер би се свемирска летелица у орбити око Сунца (позната као хелиоцентрична орбита) на крају удаљила далеко од Земље.

Лагрангеова наука о тачкама

Више астрономских и земаљских опсерваторија налази се на Лагрангеовим тачкама, пружајући видик наше планете и свемира који не можете добити из крупног плана. Научници такође изводе периодична проучавања малих тела која се природно појављују на Лагранжовим тачкама. Ево неких најновијих научних резултата:

НАСА је 2016. објавила видео снимак Земље која се окреће током целе године. Тиме-лапсе је заснован на 3.000 слика снимљених свака два сата ЕПИЦ камером на сателиту Дееп Спаце Цлимате Обсерватори (ДСЦОВР), који се налазио на Л1. Осим што приказује лепе погледе, ЕПИЦ пружа научницима и податке о клими, као што су висина облака, рефлексија ултраљубичастих зрака или ниво озона и аеросола.

У фебруару 2017. мисија ОСИРИС-РЕКС-која је тада била на путу за астероид Бенну-провела је око 10 дана у потрази за додатним тројанским астероидима у тачкама Лагранге близу Земље. 'То би било нешто најфасцинантније што бисмо могли открити', рекао је у јануару једној научној саветодавној групи НАСА -е за науку Данте Лауретта, планетарни научник са Месечеве и планетарне лабораторије Универзитета у Аризони. Потрага није открила нове тројанце, али можда ће се друге свемирске летелице поново погледати у будућности.

Студија из 2017. сугерише да су тројански астероиди у близини Марса са планете, а не заробљени астероиди из других региона у свемиру. Пиштољ за пушење је да су најмање три од девет Марсових тројанских астероида богата оливином. Овај минерал је редак у астероидима, али је уобичајен на већим телима (укључујући Марс, који га има у ударним базенима). Док Земља и Венера такође имају оливин, водећи аутор Давид Полисхоок, истраживач на Веизманн институту у Израелу, рекао је за Спаце.цом да је Марсу много лакше да ухвати астероиде са своје површине.

Уредник референци Тим Схарп допринео је овом чланку.

Додатна средства