Τι είναι τα σημεία Lagrange;

Όταν δύο μαζικά σώματα περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο, υπάρχουν πέντε θέσεις γύρω από αυτά τα σώματα όπου ισορροπούν οι δυνάμεις βαρύτητας. Και είναι σε αυτά τα βαρυτικά γλυκά σημεία, που ονομάζονται σημεία Lagrange, όπου ένα μικρότερο αντικείμενο μπορεί να παραμείνει σε ισορροπία. Έτσι, για το σύστημα Γης-Ήλιου, ένα διαστημόπλοιο ή ένα φυσικό αντικείμενο μπορεί να περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο, διατηρώντας παράλληλα μια θέση σε σχέση με τον Ήλιο και τη Γη, καθώς «αιωρούνται» σε αυτά τα σημεία Lagrange.

Όταν μιλάμε για το σύστημα Γης-Ήλιου ή το σύστημα Δία-Ήλιου, αυτό αναφέρεται στον τρόπο αλληλεπίδρασης των δύο σωμάτων (δηλαδή, το ένα περιφέρεται γύρω από το άλλο) και τα σχετικά σημεία Lagrange.

Από αυτά τα πέντε σημεία Lagrange, τα L1 έως L5, δύο - L4 και L5 - είναι σταθερά. Αυτό σημαίνει ότι εάν ένα μικρό αντικείμενο στο L4 ή στο L5 ωθηθεί, θα υπάρχει μια αποτελεσματική δύναμη επαναφοράς και θα επιστρέψει σε αυτό το σημείο. Σπρώξτε ένα μικρό αντικείμενο σε ένα από τα τρία ασταθή σημεία Lagrange, L1, L2 ή L3, και θα σπάσει την τροχιά του και θα παρασυρθεί στον διαπλανητικό χώρο.

Τα σημεία Lagrange θεωρητικοποιήθηκαν για πρώτη φορά το 1772, από τον Γάλλο μαθηματικό και αστρονόμο Joseph-Louis Lagrange. Στη συνέχεια, 134 χρόνια αργότερα, το 1906, οι πρώτοι Τρωικοί αστεροειδείς ανακαλύφθηκαν σε αυτά τα σημεία του συστήματος Δία-Ήλιου.

Πόσα σημεία Lagrange υπάρχουν στο Ηλιακό Σύστημα;

Τα πέντε σημεία Lagrange υπάρχουν στις ίδιες σχετικές θέσεις γύρω από όλα τα μεγάλα σώματα του Ηλιακού μας Συστήματος, όπου ένα σώμα περιστρέφεται γύρω από ένα σώμα με μεγαλύτερη μάζα. Έτσι, υπάρχουν σημεία Lagrange στο σύστημα Γης-Ήλιου, το σύστημα Άρη-Ήλιου, το σύστημα Δία-Ήλιου κ.ο.κ. Υπάρχουν επίσης για τους πλανήτες και τα φεγγάρια τους:Γη-Σελήνη, Άρης-Φόβος, Δίας-Ιω, Κρόνος-Τιτάν κ.λπ. Ωστόσο, δεν υπάρχουν για τους αδελφούς πλανήτες, Γη-Άρη, για παράδειγμα, καθώς και οι δύο περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο και ούτε η Γη ούτε ο Άρης περιφέρονται γύρω από τον άλλο.

Ανακαλύψτε περισσότερα για το διάστημα:

Ο Tardigrades θα μπορούσε να είναι οι πρώτοι διαστρικοί ταξιδιώτες στο διάστημα
Η σεληνιακή πύλη της NASA:Τα σχέδια για έναν μόνιμο διαστημικό σταθμό που θα περιστρέφεται γύρω από τη Σελήνη
Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb:όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τον διάδοχο του Hubble

Πού είναι τα πέντε σημεία Lagrange;

Σημείο Lagrange L1, ασταθές

Το L1 βρίσκεται μεταξύ της Γης και του Ήλιου. Απέχει περίπου 1,5 εκατομμύριο χλμ (1 εκατομμύριο μίλια) από τη Γη και προσφέρει αδιάκοπη θέα στον Ήλιο.

Σημείο Lagrange L2, ασταθές

Το L2 απέχει επίσης 1,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη, αλλά στην αντίθετη πλευρά του L1, επομένως είναι η ιδανική τοποθεσία για να μελετήσετε το βαθύ διάστημα.

Σημείο Lagrange L3, ασταθές

Το L3 βρίσκεται πέρα από τον Ήλιο και είναι το πιο απομακρυσμένο από τα σημεία Lagrange από τη Γη.

Σημείο Lagrange L4, σταθερό

Το L4 είναι 60° μπροστά από τη Γη, δηλαδή είναι κορυφαίο στη Γη. Το L4 είναι το σημείο που θα βρίσκεται η Γη σε δύο μήνες.

Σημείο Lagrange L5, σταθερό

Το L5 είναι 60° πίσω από τη Γη, δηλ. από τη Γη. Το L5 είναι το σημείο όπου βρισκόταν η Γη πριν από δύο μήνες.

Γιατί το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb βρίσκεται στο L2;

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) έφτασε στο νέο του σπίτι, το σημείο Lagrange L2, στις 24 Ιανουαρίου 2022, μετά την εκτόξευσή του την ημέρα των Χριστουγέννων του 2021. Εδώ, θα μείνει, σε τροχιά γύρω από αυτήν την βαρυτικά ειδική θέση 1,5 εκατομμύριο χλμ μακριά για το επόμενα 10 ή 20 (ή περισσότερα) χρόνια, καθώς το ίδιο το L2 περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο, κρατώντας τη Γη πίσω του.

Καθώς το L2 βρίσκεται στην αντίθετη πλευρά της Γης από τον Ήλιο, το JWST θα έχει καθαρή θέα στο βαθύ διάστημα. Με την ηλιοπροστασία του ανοιχτή και στραμμένη μακριά από τον Ήλιο, τη Γη και τη Σελήνη, το JWST μπορεί να κρατήσει τα οπτικά και τα όργανά του σκιασμένα και η θέα δεν εμποδίζεται από τη Γη. Και καθώς η θερμοκρασία στο L2 είναι κρύα και δεν παρουσιάζει τεράστιες διακυμάνσεις θερμοκρασίας, ο εξοπλισμός του σκάφους θα παραμείνει σταθερός.

Καθώς το L2 είναι βαρυτικά ασταθές, το JWST θα πρέπει να κάνει μικρές προσαρμογές κάθε τρεις εβδομάδες, καίγοντας τους προωστήρες του για να το κρατήσει στη θέση του. Αναμένεται ότι το JWST θα παραμείνει στο L2 μέχρι να τελειώσει το καύσιμο για να συνεχίσει να κάνει αυτές τις ρυθμίσεις.

Αλλά αυτή δεν είναι η πρώτη φορά που χρησιμοποιούμε τους βαθμούς Lagrange προς όφελός μας. Μεταξύ άλλων, το L2 ήταν επίσης στο παρελθόν το σπίτι του ανιχνευτή μικροκυμάτων Wilkinson της NASA (WMAP) και του διαστημικού σκάφους Planck της ESA μέχρι το 2010 και το 2013, όταν και τα δύο απενεργοποιήθηκαν και στάλθηκαν σε μια τροχιά ηλιοκεντρικού νεκροταφείου (μια τροχιά που βρίσκεται μακριά από τις λειτουργικές τροχιές).

Το Ηλιακό και Ηλιοσφαιρικό Παρατηρητήριο (SOHO), το οποίο ξεκίνησε το 1995, βρίσκεται σε τροχιά φωτοστέφανου γύρω από το L1 στο σύστημα Γης-Ήλιου. Περιστρέφεται γύρω από το L1 κάθε έξι μήνες και εξακολουθεί να λειτουργεί, έχοντας ανακαλύψει πάνω από 4.000 κομήτες.

Υπάρχει κάτι στο σημείο L3 Lagrange;

Στο σύστημα Γης-Ήλιου, όταν το βλέπουμε από τη Γη, το L3 είναι πάντα κρυμμένο πίσω από τον Ήλιο. Δεν υπάρχουν προς το παρόν γνωστά αντικείμενα στο L3. Εάν είστε εξοικειωμένοι με πρώιμες ιστορίες επιστημονικής φαντασίας, ίσως θυμηθείτε ιστορίες εισβολής δυνάμεων πλασμάτων από τον Πλανήτη Χ, έναν μυστηριώδη «δίδυμο» πλανήτη στο μέγεθος της Γης που κρύβεται πίσω από τον Ήλιο.

Ωστόσο, καθώς η τροχιά του L3 είναι εκθετικά ασταθής, αυτό απλά δεν είναι δυνατό (συγγνώμη). Ωστόσο, ένα έγγραφο που δημιουργήθηκε από τον Neil J. Cornish για το WMAP Education and Outreach σημειώνει ότι το L3 θα να είστε ένα καλό μέρος για να σταθμεύσετε τη δύναμη εισβολής σας για λίγο…

Τι είναι τα σημεία Lagrange;