Найти тему

Где можно зависнуть в космосе? Точки Лагранжа

Гравитация пронизывает всё пространство, и где не пытайся поместить объект, он все равно начнет движение в сторону другого тела, которое оказывает на него наибольшее гравитационное воздействие.

Но, всё же в системе двух тел всегда находятся пять точек, в которых гравитационные воздействия этих тел уравновешиваются центробежной силой третьего тела. И тело малой массы, помещенное в любую из этих точек, остаётся неподвижным относительно первых двух. Точки Лагранжа — это как раз те места, где можно зависнуть.

Точки L1, L2 и L3 — коллинеарные, то есть, лежат на одной прямой с двумя массивными телами. Точки L4, L5 — треугольные, образуют с телами системы равносторонние треугольники.
Точки L1, L2 и L3 — коллинеарные, то есть, лежат на одной прямой с двумя массивными телами. Точки L4, L5 — треугольные, образуют с телами системы равносторонние треугольники.

Вычислить точки Лагранжа можно для любой системы из двух тел. Например: Солнце — Земля, Земля — Луна, Солнце — Юпитер, Плутон — Харон и тому подобных.

Какие возможности открывают перед нами точки Лагранжа (точки либрации, L-точки)? Можно размещать искусственные аппараты не на орбитах объекта, а вне этих орбит и не тратить много сил на удержание объектов в этих позициях.

Возьмем систему Солнце — Земля. Что уже есть в точках Лагранжа, и что можно разместить?

В точке L1 удобно размещать аппарат для наблюдения за Солнцем, что уже сделали НАСА и ЕКА, запустив в 1995 году в L1 аппарат SOHO (Solar and Heliospheric Observatory).

Снимок солнца, полученный аппаратом SOHO
Снимок солнца, полученный аппаратом SOHO

Точка L2 постоянно находится в земной полутени. Идеально для телескопов. Именно там собираются "повесить" телескоп имени Джеймса Уэбба в марте 2021 года (но это не точно: дату запуска уже несколько раз переносили), который должен заменить телескоп "Хаббл".

Точку L3 невозможно увидеть с Земли. Идеальное место для космического бара. Естественно, шутка. Но, кто знает, может лет через 200 эта мысль будет нормальной. Если же говорить серьезно, то в L3 можно поместить станцию, которая бы наблюдала за Солнцем и заранее предупреждала об аномальной Солнечной активности. С этой точкой также связана легенда об "Антиземле" — планете, которая вращается синхронно с Землёй, но с другой стороны от Солнца. Космические аппараты STEREO, запущенные НАСА в 2006 году, показали, что в точке L3 ничего подобного нет.

В L4 и L5 можно разместить аппараты для одновременного наблюдения за объектом с двух позиций. Вышеупомянутые аппараты STEREO, которые как раз и наблюдают за Солнцем из двух разных точек, создавая трехмерные изображения нашей звезды и всех явлений на её поверхности, проходили точки L4 и L5 в 2009 году.

Снимок аппаратов STEREO. (Для тех, кто умеет смотреть стереокартинки, скашивая глаза)
Снимок аппаратов STEREO. (Для тех, кто умеет смотреть стереокартинки, скашивая глаза)

Когда знаешь об этих точках, услышав или прочитав, что "в марте 2021-го НАСА отправит Джеймса Уэбба в точку Лагранжа L2 системы Солнце — Земля", уже не будешь ломать голову над вопросом: "Куда!?".