Vedeli ste, že na obežnej dráhe objektu okolo iného objektu sú body, kam môžeme umiestniť satelit alebo iné nebeské teleso, ktoré po ňom môže kĺzať a zostať v priestore, vždy v rovnakej vzdialenosti od oboch objektov? Toto je známe ako Lagrangeove body A sú užitočnejšie, ako ste si mysleli.
Preto sa chystáme venovať tento článok, aby sme vám povedali, čo sú Lagrangeove body, ich vlastnosti a dôležitosť.
Čo sú Lagrangeove body?
Lagrangeove body sú prejavom nebeskej mechaniky. Svoje meno dostávajú na počesť francúzskeho matematika Joseph-Louis Lagrange, ktorý ich objavil a do hĺbky študoval v XNUMX. storočí. Tieto špeciálne body sa nachádzajú v systéme tvorenom dvoma telesami obiehajúcimi okolo tretieho telesa, ako je planéta a jej mesiac alebo planéta a Slnko.
Predstavte si, že máte dve telá, jedno väčšie ako druhé, ktoré sa točia okolo centrálneho bodu, ako je Slnko. No, Lagrangeove body sú špecifické miesta v tejto konfigurácii, kde je gravitácia oboch telies v rovnováhe, veľmi zvláštnym spôsobom. Inými slovami, v týchto bodoch sa odstredivá sila a gravitačná sila vyrovnávajú a tým vzniká akýsi „bod odpočinku“ v priestore.
Ale kde presne sú tieto body? no, celkovo je päť Lagrangeových bodov očíslovaných L1 až L5. Bod L1 sa nachádza medzi dvoma telesami na obežnej dráhe, na tej istej pomyselnej čiare, ktorá ich spája. Bod L2 je na tej istej priamke, ale na opačnej strane ako L1. Body L3, L4 a L5 tvoria rovnostranný trojuholník s dvoma telesami na obežnej dráhe, pričom L3 je bod oproti masívnejšiemu telesu a body L4 a L5 sa nachádzajú pred a za týmto telesom.
Detailný popis
L1
Čím bližšie je objekt k slnku (alebo k objektom, ktoré obklopuje), tým rýchlejšie sa pohybuje. Takýmto spôsobom sa k Zemi skôr či neskôr dostanú satelity s dráhami menšími ako je dráha Zeme. Ak to však dáme do stredu, Zemská gravitácia je nasmerovaná opačným smerom ako gravitácia Slnka, čím sa ruší časť Slnka, spôsobí, že obieha pomalšou rýchlosťou. Ak je vzdialenosť správna, satelit sa bude pohybovať dostatočne pomaly, aby si udržal svoju polohu medzi Zemou a Slnkom. Toto je bod L1, ktorý sa použije na monitorovanie povrchu Slnka, pretože časticové prúdy odtiaľ dosiahnu L1 hodinu pred dosiahnutím našej planéty.
L2
To isté, čo sa stalo L1, sa deje na druhej strane Zeme, za našou obežnou dráhou. ALEBOKozmická loď tam umiestnená by bola ďalej od Slnka ako my a nakoniec by zaostávala., ale v správnej vzdialenosti by sa k gravitačnému vplyvu Slnka pridal aj vplyv Zeme, čo by spôsobilo, že satelity obiehajú okolo Zeme.
L3
L3 je na odvrátenej strane Slnka, mierne za obežnou dráhou našej planéty. Objekty v L3 nemožno nikdy pozorovať zo Zeme. V skutočnosti sa tento bod často používa v sci-fi na lokalizáciu planét, ktoré zdieľajú našu obežnú dráhu. Toto je menej stabilné ako L1 alebo L2. Akékoľvek rušenie spôsobí, že sa kozmická loď, satelit alebo sonda začnú od nej vzďaľovať, čo si vyžaduje neustále používanie motorov, aby zostali v správnej oblasti. Deje sa to v podstate preto, že iné planéty sú k tomuto bodu bližšie ako naša planéta. Napríklad, Venuša prejde približne 50 000 000 km od bodu L3 každých 20 mesiacov.
L4 a L5
Body L4 a L5 sa nachádzajú 60 stupňov pred a za Zemou pri pohľade zo Slnka, blízko obežnej dráhy Zeme. Na rozdiel od ostatných sú L4 a L5 veľmi odolné voči akémukoľvek gravitačnému rušeniu. Z tohto dôvodu má prach a materiál asteroidov tendenciu sa hromadiť v týchto oblastiach.
Význam Lagrangeových bodov
Tieto Lagrangeove body sú špeciálnymi miestami, pretože akýkoľvek malý objekt na nich umiestnený zostane stabilný vzhľadom na dve obiehajúce telesá. To znamená, že satelit alebo kozmická loď môžu zostať v jednom z týchto bodov bez neustáleho používania trysiek. To je dôvod, prečo Lagrange poukazuje sú veľmi zaujímavé pre výskum vesmíru a umiestnenie satelitov vo vesmíre.
Okrem praktickej využiteľnosti majú Lagrangeove body aj teoretický význam pri štúdiu nebeskej mechaniky a dynamiky systémov obiehajúcich telies. Ich objavenie a pochopenie nám to umožnilo majú úplnejšiu a presnejšiu predstavu o pohybe hviezd vo vesmíre.
Skutočný význam Lagrangeových bodov presahuje ich praktickú užitočnosť pri prieskume vesmíru a umiestnení satelitov. Tieto body predstavujú fascinujúce okno do chápania správania sa dynamických systémov vo vesmíre a umožňujú nám študovať zložité javy v oblasti nebeskej fyziky.
Použitie a aplikácie
Jednou z najpozoruhodnejších aplikácií Lagrangeových bodov je stabilita obiehajúcich satelitov. Umiestnením satelitu do jedného z týchto bodov ho môžeme udržať prakticky nehybný vzhľadom na Zem alebo akékoľvek iné teleso v systéme. To je užitočné najmä pri misiách na pozorovanie Zeme, kde je potrebná pevná poloha na získanie detailných snímok konkrétneho regiónu počas dlhého časového obdobia.
Okrem toho Lagrangeove body ponúkajú aj možnosť vytvorenia „konštelácií“ satelitov na obežnej dráhe okolo nebeského telesa. Tieto konštelácie sa dajú využiť na rôzne účely, ako napr globálna komunikácia, monitorovanie klímy, astronomické pozorovanie a prieskum vesmíru. Rozmiestnením satelitov na rôznych Lagrangeových bodoch môžeme optimalizovať pokrytie a efektivitu našich vesmírnych misií.
Ďalšou oblasťou, kde majú veľký význam, je vyšetrovanie a prieskum asteroidov a komét. Tieto body fungujú ako strategické miesta na lokalizáciu vesmírnych sond, ktoré chcú podrobne študovať tieto nebeské telesá. Zotrvaním v Lagrangeovom bode blízko asteroidu alebo kométy môžu sondy skúmať jeho zloženie, štruktúru a správanie bez potreby spotrebovať veľké množstvo paliva na udržanie stabilnej obežnej dráhy.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o bodoch Lagrange, ich vlastnostiach a použití.