Kas teadsite, et objekti orbiidil on teise objekti ümber olevad punktid, kuhu saame paigutada satelliidi või muu taevakeha, mis võib sellest üle libiseda ja ruumis püsida, mõlemast objektist alati samal kaugusel? Seda tuntakse kui Lagrangi punktid Ja need on kasulikumad, kui arvasite.
Seetõttu pühendame selle artikli teile, mis on Lagrange'i punktid, nende omadused ja tähtsus.
Mis on Lagrange'i punktid?
Lagrange'i punktid on taevamehaanika ilming. Nad saavad oma nime prantsuse matemaatiku auks Joseph-Louis Lagrange, kes avastas ja uuris neid põhjalikult XNUMX. sajandil. Need erilised punktid asuvad süsteemis, mille moodustavad kaks keha, mis tiirlevad ümber kolmanda keha, näiteks planeedi ja selle kuu või planeedi ja päikese.
Kujutage ette, et teil on kaks keha, üks suurem kui teine, mis tiirlevad ümber keskpunkti, nagu Päike. Noh, Lagrange'i punktid on selles konfiguratsioonis konkreetsed kohad, kus kahe keha gravitatsioon on võrdselt tasakaalus. Väga eriline viis. Teisisõnu, nendes punktides tsentrifugaaljõud ja gravitatsioonijõud võrdsustuvad ning see loob ruumis omamoodi "puhkepunkti".
Aga kus need punktid täpselt on? Noh, kokku on viis Lagrange'i punkti, mis on nummerdatud L1 kuni L5. Punkt L1 asub kahe orbiidil oleva keha vahel, samal mõttelisel sirgel, mis neid ühendab. Punkt L2 on omakorda samal sirgel, kuid L1 vastasküljel. Punktid L3, L4 ja L5 moodustavad kahe kehaga orbiidil võrdkülgse kolmnurga, kus L3 on massiivsema keha vastas olev punkt ning L4 ja L5 asuvad vastavalt selle keha ees ja taga.
Täpsem kirjeldus
L1
Mida lähemal on objekt päikesele (või objektidele, mida see ümbritseb), seda kiiremini see liigub. Nii jõuavad varem või hiljem Maale satelliidid, mille orbiidid on Maa orbiidist väiksemad. Kui aga paneme selle keskele, Maa gravitatsioon on suunatud Päikese gravitatsioonile vastupidises suunas, tühistades osa Päikese tõukejõust, pannes selle tiirlema aeglasema kiirusega. Kui kaugus on õige, liigub satelliit piisavalt aeglaselt, et säilitada oma asukoht maa ja päikese vahel. See on punkt L1, mida kasutatakse Päikese pinna jälgimiseks, kuna sealt tulevad osakeste joad jõuavad L1-ni tund enne meie planeedile jõudmist.
L2
Sama asi, mis juhtus L1-ga, toimub teisel pool Maad, väljaspool meie orbiidi. VÕISinna paigutatud kosmoselaev oleks päikesest kaugemal kui meie ja jääks lõpuks maha., kuid õigel kaugusel suureneks päikese gravitatsiooniline mõju Maa omale, pannes satelliidid tiirlema ümber Maa.
L3
L3 asub päikese kaugemal, meie planeedi orbiidist veidi tagapool. L3 objekte ei saa kunagi Maalt vaadelda. Tegelikult kasutatakse seda punkti ulmekirjanduses sageli meie orbiiti jagavate planeetide asukoha määramiseks. See on vähem stabiilne kui L1 või L2. Mis tahes häire põhjustab kosmoselaeva, satelliidi või sondi sellest eemaldumise, mis nõuab mootorite pidevat kasutamist, et jääda õigesse piirkonda. Põhimõtteliselt juhtub see seetõttu, et teised planeedid on sellele punktile lähemal kui meie planeet. Näiteks, Veenus läbib punktist L50 umbes 000 000 3 km iga 20 kuu järel.
L4 ja L5
Punktid L4 ja L5 asuvad Päikesest vaadatuna 60 kraadi Maa ees ja taga, Maa orbiidi lähedal. Erinevalt ülejäänutest on L4 ja L5 väga vastupidavad mis tahes gravitatsioonihäiretele. Sel põhjusel kipub nendesse piirkondadesse kogunema tolm ja asteroidmaterjal.
Lagrange'i punktide tähtsus
Need Lagrange'i punktid on erilised kohad, kuna kõik neile asetatud väikesed objektid jäävad kahe tiirleva keha suhtes stabiilseks. See tähendab, et satelliit või kosmoseaparaat võiks jääda ühte neist punktidest ilma pidevalt tõukejõude kasutamata. See on põhjus, miks Lagrange osutab need pakuvad suurt huvi kosmoseuuringute ja satelliitide paigutamise jaoks kosmosesse.
Lisaks praktilisele kasulikkusele on Lagrange'i punktidel ka teoreetiline tähtsus taevamehaanika ja tiirlevate kehade süsteemide dünaamika uurimisel. Nende avastus ja mõistmine on meile võimaldanud omama täielikumat ja täpsemat nägemust tähtede liikumisest ruumis.
Lagrange'i punktide tegelik tähtsus ületab nende pelgalt praktilise kasulikkuse kosmoseuuringutel ja satelliitide paigutamisel. Need punktid kujutavad endast põnevat akent dünaamiliste süsteemide käitumise mõistmiseks ruumis ja võimaldavad meil uurida keerulisi nähtusi taevafüüsika valdkonnas.
Ja kasutusotstarve
Lagrange'i punktide üks tähelepanuväärsemaid rakendusi on orbiidil olevate satelliitide stabiilsus. Asetades satelliidi ühte nendest punktidest, saame hoida seda Maa või mõne muu süsteemi keha suhtes praktiliselt paigal. See on eriti kasulik Maa vaatlusmissioonide puhul, kus konkreetsest piirkonnast pikema aja jooksul üksikasjalike kujutiste saamiseks on vaja kindlat asukohta.
Lisaks pakuvad Lagrange'i punktid ka võimalust luua taevakeha ümber tiirlevate satelliitide "tähtkujusid". Neid tähtkujusid saab kasutada erinevatel eesmärkidel, nt globaalne side, kliimaseire, astronoomiline vaatlus ja kosmoseuuringud. Jaotades satelliite erinevatesse Lagrange'i punktidesse, saame optimeerida oma kosmosemissioonide katvust ja tõhusust.
Teine valdkond, kus need on väga olulised, on asteroidide ja komeetide uurimine ja uurimine. Need punktid toimivad strateegiliste kohtadena, et leida kosmosesonde, mis soovivad neid taevakehi üksikasjalikult uurida. Püsides Lagrange'i punktis asteroidi või komeedi lähedal, saavad sondid uurida selle koostist, struktuuri ja käitumist, ilma et oleks vaja stabiilse orbiidi säilitamiseks kulutada suuri koguseid kütust.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada Lagrange'i punktide, nende omaduste ja kasutusalade kohta.