Lagrange -pontok: parkolóhelyek

A Nap-Föld Lagrange-pontok diagramja

A Nap-Föld rendszerhez tartozó Lagrange-pontok diagramja. (Kép jóváírása: NASA / WMAP Science Team)

A Lagrange -pont olyan hely az űrben, ahol két nagy test, például a Föld és a Nap, vagy a Föld és a Hold együttes gravitációs ereje megegyezik a sokkal kisebb harmadik test által érzett centrifugális erővel. Az erők kölcsönhatása létrehozza az egyensúlyi pontot, ahol egy űrhajó „parkolhat” megfigyelések elvégzésére.

Ezeket a pontokat Joseph-Louis Lagrange 18. századi matematikusról nevezték el, aki egy 1772-es dokumentumban arról írt, hogy „három test problémája”. Ezeket Lagrangian és Libration pontoknak is nevezik.

A Lagrange -pontok felépítése

Öt Lagrange -pont található a nagy testek, például egy bolygó vagy egy csillag körül. Három közülük a két nagy testet összekötő vonal mentén fekszik. A Föld-Nap rendszerben például az első pont, az L1 a Föld és a Nap között fekszik, körülbelül 1 millió mérföldre a Földtől. Az L1 zavartalan kilátást nyújt a Napra, és jelenleg a Solar és Heliospheric Observatory (SOHO) és a Deep Space Climate Observatory.

Az L2 szintén egymillió mérföldre fekszik a Földtől, de a nap ellenkező irányába. Ezen a ponton, a Föld, a Hold és a nap mögött, az űrhajó tiszta képet kaphat a mély űrről. A NASA Wilkinson mikrohullámú anizotrópiás szondája (WMAP) jelenleg ezen a ponton méri az ősrobbanásból visszamaradt kozmikus háttérsugárzást. A James Webb űrtávcső 2018 -ban költözik ebbe a régióba.

A harmadik Lagrange -pont, az L3, a nap mögött fekszik, szemben a Föld pályájával. A tudomány egyelőre nem talált alkalmazást erre a helyre, bár a sci -fi igen.

A NASA valószínűleg nem talál hasznot az L3 pont számára, mivel az mindig rejtve marad a nap mögött, a NASA írt egy weboldalon Lagrange -pontokról . A rejtett „Planet-X” ötlete az L3 pontban népszerű téma volt a science fiction írásban. Az X bolygó pályájának instabilitása (150 éves időskálán) nem akadályozta meg Hollywoodot abban, hogy olyan klasszikusokat mutasson, mint a „The Man from Planet X”.

Az L1, L2 és L3 bizonytalan egyensúlyú instabil pontok. Ha egy L3 űrhajó a Föld felé vagy attól távolodva sodródna visszafordíthatatlanul a Nap vagy a Föld felé, mint egy alig kiegyensúlyozott szekér a meredek domb tetején. csillagász Neil DeGrasse Tyson . Az űrhajóknak kismértékű változtatásokat kell végrehajtaniuk pályájuk fenntartása érdekében.

Az L4 és L5 pont azonban stabil, „mint egy golyó egy nagy tálban”, az Európai Űrügynökség szerint. Ezek a pontok a Föld pályája mentén helyezkednek el 60 fokkal a Föld előtt és mögött, két egyenlő oldalú háromszög csúcsát képezik, amelyek csúcsai a nagy tömegek (például a Föld és a Nap).

Ezen pontok stabilitása miatt a por és az aszteroidák hajlamosak felhalmozódni ezekben a régiókban. Az L4 és L5 pontokat körülölelő aszteroidákat trójai falunak nevezik az Agamemnon, Achilles és Hector aszteroidák tiszteletére (a trójai ostrom történetének minden szereplője), amelyek a Jupiter és a Nap között vannak. A NASA kijelenti, hogy a Naprendszerünkben több ezer ilyen típusú aszteroida található, köztük a Föld egyetlen ismert trójai kisbolygója, a 2010 TK7.

Az L4 és az L5 is lehetséges pontok egy űrkolónia számára, mivel viszonylag közel vannak a Földhöz, legalábbis Gerard O'Neill és rokon gondolkodói írásai szerint. Az 1970 -es és 1980 -as években az L5 Society nevű csoport népszerűsítette ezt az elképzelést tagjai körében. A nyolcvanas évek végén egyesült egy olyan csoporttá, amelyet ma National Space Society néven ismernek, egy érdekképviseleti szervezetet, amely a Földön kívüli civilizációk kialakításának gondolatát hirdeti.

A Lagrange pontok előnyei

Ha egy űrhajó a Földhöz közeli Lagrange -pontot használja, annak számos előnye van a helyszínnek - mondta a Jet Propulsion Laboratory Amy Mainzer a demokratija.eu -nak.

Mainzer a NEOWISE fő kutatója, amely a Föld közeli aszteroidákat keresi a Széles látókörű infravörös felmérő (WISE) űrhajó, amely a bolygónk közelében kering. Noha a WISE jól teljesíti jelenlegi, 2016-ban befejeződő hároméves küldetését, Mainzer szerint a Lagrange-ponton elhelyezett űrhajó többre lenne képes.

A Nap zavaró hőségétől és fényétől távol egy Lagrange-pontban található aszteroidavadász űrhajó érzékenyebb lenne az aszteroidák apró infravörös jeleire. Sokféle irányba mutathat, kivéve a naphoz nagyon közel. És nem kell hűtőfolyadék, hogy hűvös maradjon, hiszen a WISE -nek szüksége volt küldetésének első szakaszára 2009 és 2011 között - maga a hely lehetővé tenné a természetes hűtést. A James Webb űrtávcső ki fogja használni a nap-Föld L2 pont termikus környezetét, hogy segítsen hűvösen tartani.

Az L1 és L2 lehetővé teszi, hogy óriási sávszélességgel rendelkezzen, mivel a hagyományos Ka-sávos rádiónál a kommunikációs sebesség nagyon magas, mondta Mainzer. Egyébként az adatátviteli sebesség nagyon lassú lesz, mondta, mivel a Nap körül keringő űrhajó (heliocentrikus pálya) végül messze sodródik a Földtől.

Lagrange -pont tudomány

Több csillagászati ​​és földi csillagvizsgáló található Lagrange-pontokon, bolygónk és az űr látószögét nyújtva, amelyet közelről nem kaphat meg. A tudósok időszakos vizsgálatokat is végeznek a Lagrange -pontokon természetesen előforduló kis testekről. Íme néhány friss tudományos eredmény:

2016 -ban a NASA közzétett egy videót arról, hogy a Föld egész évben forog. A time-lapse alapja 3000 kép, amelyet kétóránként készített az EPIC kamera a Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) műholdon, amely az L1-en volt. A szép nézetek bemutatása mellett az EPIC a tudósoknak olyan éghajlati mutatókat is biztosít, mint a felhő magassága, az ultraibolya visszaverődés, vagy az ózon és az aeroszol szintje.

2017 februárjában az OSIRIS-REX misszió-amely akkor a Bennu aszteroida felé tartott-körülbelül 10 napot töltött további trójai aszteroidák keresésével a Föld közeli Lagrange-pontokban. 'Ez lenne a legérdekesebb dolog, amit felfedezhetünk' - mondta Dante Lauretta, a misszió vezető tudósa, az Arizonai Egyetem Hold- és Bolygólaboratóriumának planetáris tudósa januárban a NASA tudományos tanácsadó csoportjának. A keresés során nem derült ki új trójai, de a jövőben talán más űrhajók fognak keresni.

Egy 2017 -es tanulmány azt sugallja, hogy a Mars közelében található trójai aszteroidák a bolygóról származnak, és nem az űr más régióiból származó aszteroidákat. A dohányzó fegyver az, hogy a Mars kilenc trójai kisbolygója közül legalább háromban magas az olivin. Ez az ásvány ritka az aszteroidákban, de gyakrabban fordul elő nagyobb testeken (beleértve a Marsot is, amelynek ütközőmedencéiben van). Míg a Föld és a Vénusz olivint is tartalmaz, David Polishook vezető szerző, az izraeli Weizmann Intézet kutatója a demokratija.eu -nak elmondta, hogy a Mars sokkal könnyebben képes kisbolygókat elfogni a saját felszínéről.

Tim Sharp referenciaszerkesztő hozzájárult ehhez a cikkhez.

További források