จุดลากรองจ์

คุณทราบหรือไม่ว่ามีจุดต่างๆ ในวงโคจรของวัตถุรอบๆ วัตถุอีกชิ้นหนึ่ง ซึ่งเราสามารถวางดาวเทียมหรือเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ที่สามารถเคลื่อนผ่านวัตถุนั้นและอยู่ในอวกาศ โดยอยู่ห่างจากวัตถุทั้งสองเสมอ สิ่งนี้เรียกว่า คะแนนลากรองจ์ และมีประโยชน์มากกว่าที่คุณคิด

ดังนั้นเราจะอุทิศบทความนี้เพื่อบอกคุณว่าคะแนน Lagrange คืออะไร ลักษณะและความสำคัญ

คะแนน Lagrange คืออะไร?

จุด Lagrange เป็นการรวมตัวกันของกลศาสตร์ท้องฟ้า พวกเขาได้รับชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Joseph-Louis Lagrange ผู้ค้นพบและศึกษาอย่างลึกซึ้งในศตวรรษที่ XNUMX จุดพิเศษเหล่านี้พบได้ในระบบที่เกิดจากสองวัตถุที่โคจรรอบวัตถุที่สาม เช่น ดาวเคราะห์กับดวงจันทร์ หรือดาวเคราะห์กับดวงอาทิตย์

ลองนึกภาพว่าคุณมีวัตถุ XNUMX วัตถุ วัตถุหนึ่งใหญ่กว่าอีกวัตถุหนึ่งซึ่งหมุนรอบจุดศูนย์กลาง เช่น ดวงอาทิตย์ จุดลากรองจ์เป็นสถานที่เฉพาะในการกำหนดค่านี้ซึ่งแรงโน้มถ่วงของวัตถุทั้งสองมีความสมดุลเท่าๆ กัน เป็นวิธีที่พิเศษมาก กล่าวอีกนัยหนึ่ง ณ จุดเหล่านี้ แรงหนีศูนย์กลางและแรงโน้มถ่วงจะเท่ากัน และสร้าง "จุดพัก" ในอวกาศ

แต่จุดเหล่านี้อยู่ที่ไหนกันแน่? ดี, มีจุดลากรองจ์ทั้งหมดห้าจุด โดยมีหมายเลข L1 ถึง L5. จุด L1 ตั้งอยู่ระหว่างวัตถุทั้งสองในวงโคจร บนเส้นจินตภาพเดียวกันกับที่เชื่อมวัตถุทั้งสองเข้าด้วยกัน ในส่วนของจุด L2 นั้นอยู่ในเส้นเดียวกัน แต่อยู่ฝั่งตรงข้ามกับ L1 จุด L3, L4 และ L5 ก่อตัวเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าโดยมีวัตถุทั้งสองอยู่ในวงโคจร โดยที่ L3 เป็นจุดตรงข้ามกับวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่า และ L4 และ L5 จะอยู่ด้านหน้าและด้านหลังวัตถุนี้ตามลำดับ

คำอธิบายโดยละเอียด

L1

ยิ่งวัตถุอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากเท่าไร (หรือวัตถุที่ล้อมรอบ) วัตถุก็ยิ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น ด้วยวิธีนี้ ดาวเทียมที่มีวงโคจรเล็กกว่าวงโคจรของโลกจะมาถึงโลกไม่ช้าก็เร็ว แต่ถ้าเราวางไว้ตรงกลาง แรงโน้มถ่วงของโลกพุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ ยกเลิกการผลักของดวงอาทิตย์บางส่วน ทำให้มันโคจรด้วยความเร็วที่ช้าลง หากระยะทางถูกต้อง ดาวเทียมจะเดินทางช้าพอที่จะรักษาตำแหน่งระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ นี่คือจุด L1 ที่จะใช้ตรวจสอบพื้นผิวของดวงอาทิตย์ เนื่องจากไอพ่นของอนุภาคจากจุดนั้นมาถึง L1 หนึ่งชั่วโมงก่อนถึงโลกของเรา

L2

สิ่งเดียวกับที่เกิดกับ L1 คือเกิดขึ้นที่อีกฟากหนึ่งของโลก นอกวงโคจรของเรา หรือยานอวกาศที่วางอยู่ที่นั่นจะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าที่เราอยู่และจะล้าหลังแต่ด้วยระยะทางที่ถูกต้อง แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์จะเพิ่มให้กับโลก ทำให้ดาวเทียมโคจรรอบโลก

L3

L3 อยู่ด้านไกลของดวงอาทิตย์ อยู่หลังวงโคจรของโลกเล็กน้อย วัตถุใน L3 ไม่สามารถสังเกตได้จากโลก ในความเป็นจริง จุดนี้มักใช้ในนิยายวิทยาศาสตร์เพื่อค้นหาดาวเคราะห์ที่โคจรร่วมกับเรา มีความเสถียรน้อยกว่า L1 หรือ L2 การรบกวนใด ๆ จะทำให้ยานอวกาศ ดาวเทียม หรือโพรบเริ่มเคลื่อนที่ออกห่างจากยานอวกาศ ต้องใช้เครื่องยนต์อย่างต่อเนื่องเพื่อให้อยู่ในพื้นที่ที่เหมาะสม สิ่งนี้เกิดขึ้นโดยทั่วไปเพราะดาวเคราะห์ดวงอื่นอยู่ใกล้จุดนั้นมากกว่าโลกของเรา ตัวอย่างเช่น, ดาวศุกร์เคลื่อนผ่านจุด L50 ประมาณ 000 กม. ทุกๆ 000 เดือน

L4 และ L5

จุด L4 และ L5 อยู่ 60 องศาทั้งด้านหน้าและด้านหลังโลกเมื่อมองจากดวงอาทิตย์ ใกล้กับวงโคจรของโลก L4 และ L5 ไม่เหมือนกับส่วนที่เหลือ LXNUMX และ LXNUMX มีความทนทานต่อการรบกวนจากแรงโน้มถ่วง ด้วยเหตุนี้ ฝุ่นและวัสดุดาวเคราะห์น้อยจึงมีแนวโน้มที่จะสะสมตัวในบริเวณเหล่านี้

ความสำคัญของคะแนน Lagrange

จุดลากรองจ์เหล่านี้เป็นสถานที่พิเศษเนื่องจากวัตถุขนาดเล็กใดๆ ที่วางอยู่บนจุดเหล่านั้นจะยังคงเสถียรเมื่อเทียบกับวัตถุทั้งสองที่โคจรรอบ ซึ่งหมายความว่าดาวเทียมหรือยานอวกาศสามารถอยู่ที่จุดใดจุดหนึ่งเหล่านี้ได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องขับดันตลอดเวลา นี่คือเหตุผลที่ Lagrange ชี้ พวกเขามีความสนใจอย่างมากสำหรับการสำรวจอวกาศและการจัดวางดาวเทียมในอวกาศ

นอกเหนือจากประโยชน์ในการใช้งานจริง จุดลากรองจ์ยังมีความสำคัญทางทฤษฎีในการศึกษากลศาสตร์ท้องฟ้าและพลวัตของระบบวัตถุที่โคจรรอบ การค้นพบและความเข้าใจของพวกเขาทำให้เรา มีวิสัยทัศน์ที่สมบูรณ์และแม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของดวงดาวในอวกาศ

ความสำคัญที่แท้จริงของคะแนน Lagrange อยู่เหนือประโยชน์ใช้สอยในการสำรวจอวกาศและตำแหน่งดาวเทียม จุดเหล่านี้เป็นหน้าต่างที่น่าสนใจในการทำความเข้าใจพฤติกรรมของระบบไดนามิกในอวกาศ และช่วยให้เราสามารถศึกษาปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนในสาขาฟิสิกส์ของท้องฟ้าได้

การใช้และการประยุกต์ใช้

การใช้งาน Lagrange point ที่โดดเด่นที่สุดอย่างหนึ่งคือความเสถียรของดาวเทียมที่โคจรรอบ การวางดาวเทียมไว้ที่จุดใดจุดหนึ่งเหล่านี้ เราสามารถทำให้ดาวเทียมอยู่นิ่งโดยเทียบกับโลกหรือส่วนอื่นๆ ในระบบ สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับภารกิจสังเกตการณ์โลก ซึ่งจำเป็นต้องมีตำแหน่งคงที่เพื่อให้ได้ภาพที่มีรายละเอียดของพื้นที่เฉพาะในช่วงเวลาที่ยาวนาน

นอกจากนี้ จุดลากรองจ์ยังเสนอความเป็นไปได้ในการสร้าง "กลุ่มดาว" ของดาวเทียมในวงโคจรรอบๆ เทห์ฟากฟ้า กลุ่มดาวเหล่านี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย เช่น การสื่อสารทั่วโลก การติดตามสภาพอากาศ การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ และการสำรวจอวกาศ การกระจายดาวเทียมไปยังจุด Lagrange ต่างๆ ทำให้เราสามารถเพิ่มความครอบคลุมและประสิทธิภาพของภารกิจในอวกาศของเราได้อย่างเหมาะสม

พื้นที่อื่นที่มีความเกี่ยวข้องอย่างมากคือการสืบสวนและสำรวจดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง จุดเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นจุดยุทธศาสตร์ในการค้นหายานสำรวจอวกาศที่ต้องการศึกษาวัตถุท้องฟ้าเหล่านี้โดยละเอียด เมื่ออยู่ที่จุด Lagrange ใกล้กับดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหาง ยานสำรวจสามารถตรวจสอบองค์ประกอบ โครงสร้าง และพฤติกรรมได้โดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงจำนวนมากเพื่อรักษาวงโคจรที่เสถียร

ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคะแนน Lagrange ลักษณะและการใช้งาน