¿Qué es un punto de Lagrange?
En 1772, el matemático Josué Louis Lagrange calculó en su estudio "El Problema
José Luis Lagrange
Hay cinco puntos de Lagrange en total: L1, L2,L3, L4 y L5. Para los científicos, los puntos más interesantes para estudiar son los puntos L4 y L5, las únicas regiones estables de todos los puntos de Lagrange. Si el satélite choca con L1 o L2, al cabo de unos meses las órbitas cambiarán y la zona de no gravedad también se desplazará, por lo que el cuerpo espacial tendrá que realizar diversas maniobras para mantenerse en esta zona.
Puntos L4 y L5, que se consideran los másestable, ubicado en el plano de la órbita de la Tierra a una distancia de 150 millones de km de nuestro planeta (a modo de comparación, la distancia de la Tierra a la Luna es de 383,4 mil km, la distancia promedio a Venus es de 38 a 250 millones de km, dependiendo de la ubicación de los planetas). En este caso, L4 gira alrededor del Sol 60 ° por delante de la Tierra y L5 - 60 ° por detrás.
Científicos alrededor de otros planetas del sistema solar.También se observan áreas similares. En 1906, el astrónomo y pionero de la astrofotografía Maximilian Wolf descubrió un asteroide que se encontraba constantemente en el mismo lugar más allá del cinturón de asteroides principal, entre las órbitas de Marte y Júpiter.
Este asteroide resultó ser el punto L4 de Júpiter.Los científicos lo llamaron Aquiles; fue de él que comenzó la tradición de nombrar a todos esos asteroides con los nombres de los participantes en la Guerra de Troya. Ahora, gracias a este descubrimiento, los astrofísicos han descubierto más de mil asteroides ubicados en dos puntos estables de Lagrange de Júpiter.
Órbita del asteroide Aquiles
Otra cosa es que la búsqueda de este tipo de asteroidesalrededor de otros planetas aún no han tenido tanto éxito: aún no se han encontrado cerca de Saturno, y solo uno cerca de Neptuno. Probablemente, hasta que los astrofísicos simplemente no calcularon la ubicación correcta de estas áreas para tales planetas.
HM. Todavía no está muy claro cómo funciona.
Un punto de Lagrange es un lugar en el espacio dondeLas fuerzas gravitacionales combinadas de dos cuerpos muy masivos (la Tierra y el Sol o la Tierra y la Luna) son iguales a la fuerza centrífuga que siente un tercer cuerpo mucho más pequeño. La interacción de estas fuerzas crea un punto de equilibrio en el que una nave espacial convencional puede permanecer "estacionada" para siempre para realizar observaciones.
Supongamos que tenemos dos objetos muy grandes.en el espacio - la Tierra y el Sol. Tienen una atracción gravitacional. Y hay un satélite: si lo lanzamos demasiado cerca del Sol, la gravedad lo atraerá gradualmente hacia la estrella y chocará contra ella o entrará en la órbita solar. Si va a la Tierra, entonces el satélite terminará en una órbita cercana a la Tierra o entrará en la atmósfera de nuestro planeta y se quemará en ella.
Los puntos de Lagrange son lugares en el espacio donde la gravedaddos objetos (en nuestro caso, el Sol y la Tierra) efectivamente se anulan entre sí. Esto permitirá que el satélite permanezca exactamente donde fue lanzado.
puntos de Lagrange
Las matemáticas funcionan de tal manera que los puntos L1, L2 y L3no son estables. Durante algún tiempo, nuestro satélite, que terminó en estos puntos, estará dentro de las regiones, pero luego la gravedad seguirá cambiando y nuestro cuerpo cósmico volará más lejos. Esto se puede comparar con una pieza de mármol que colocamos con cuidado encima de un cuenco invertido. Se acostará allí, pero un golpe en la mesa, y la canica rodará hacia abajo.
L4 y L5 son estables.Incluso si su compañero no llegó a estos puntos perfectamente, la gravedad lo empujará a su posición de todos modos para que permanezca allí para siempre. Esta vez, nuestra pieza de mármol ya está en el fondo del recipiente moviéndose rápidamente hacia la derecha, por lo que incluso si no está perfectamente centrada, se moverá a la posición correcta.
Bueno. ¿Cómo se pueden usar los puntos de Lagrange?
Investigadores espaciales en la década de 1970Durante años prestaron atención a los puntos de Lagrange. Por ejemplo, se podría colocar un observatorio solar espacial en el punto L1 del sistema Tierra-Sol. Nunca caerá a la sombra de la Tierra, por lo que las observaciones se pueden realizar sin interrupción.
El punto L2 del sistema "Tierra-Sol" puede sercasi ideal para instalar un telescopio espacial en él. En él, la Tierra casi siempre oscurece la luz del sol y no la refleja hacia este lugar, lo que permitiría a los científicos estudiar constantemente otras estrellas.
En el punto L1 del sistema "Tierra-Luna", se puede colocarestación repetidora durante la exploración del satélite terrestre. La estación estará constantemente en la línea de visión durante la mayor parte del hemisferio de la Luna frente a la Tierra. Por lo tanto, para comunicarse con ella, los futuros colonos de la Luna necesitarán transmisores diez veces menos potentes que los de comunicación con la Tierra.
Hay muchos proyectos en los que los astrofísicos planean utilizar los puntos de Lagrange de una forma u otra en sus investigaciones.
ISEE-3 es la primera nave espacial lanzada enpunto L1 del sistema "Tierra-Sol". Fue lanzado en 1978, como parte de la misión, se suponía que probaría que la existencia de estos puntos de libración (otro nombre para los puntos de Lagrange es High-Tech) es generalmente real, y también para explorar los límites superiores del magnetosfera de la Tierra, pasando justo a una distancia de aproximadamente 1,5 millones de km de nuestro planeta. Después de eso, diez años después, la sonda fue enviada a los cometas Halley y Giacobini-Zinner. Ahora ISEE-3 ha estado sentado en el espacio durante varias décadas en estado apagado.
En el punto L1 del sistema Tierra-Sol ahoraHay varias misiones, incluida la sonda de viento solar GGS Wind, la estación de heliosfera SOHO y DSCOVR para analizar eyecciones de masa coronal.
En el punto L2 del sistema "Tierra-Sol", durante mucho tiempohabía un satélite WMAP para estudiar la radiación cósmica de fondo de microondas que surgió durante el Big Bang (ahora, tras finalizar la misión, ha sido enviado a la órbita funeraria), el observatorio espacial Herschel, el observatorio espacial Planck, el Gaia telescopio espacial En el futuro, aquí se lanzará uno de los proyectos más importantes en la exploración espacial: el telescopio James Webby en 2024, que reemplazará al icónico Hubble.
Además, todos estos objetos, por supuesto, sonno en un punto, sino en órbitas de halo alrededor de las regiones de Lagrange. Hay muchos de ellos, a pesar de que las sondas deben tener un equipo estabilizador que les permita permanecer en ellas durante mucho tiempo.
¿Por qué, entonces, no van a construir colonias en estos puntos?
Se están preparando.Hay varios proyectos para crear colonias en los puntos de Lagrangia, e incluso hay asociaciones públicas que popularizan esta idea: la Sociedad L5, la República de Lagrangia y la Sociedad Espacial Nacional. Se considera que el defensor más famoso de la creación de una colonia de la humanidad en los puntos de Lagrange es el astrofísico Gerard O'Neill, quien presentó el concepto de "Isla III", una estación espacial ubicada en un punto estable.
Isla III
Sin embargo, estas teorías tienen algunas consecuencias serias.Dificultades técnicas: el impacto negativo del viento solar y otros rayos cósmicos en el cuerpo humano. Además, todos los puntos de Lagrange están sujetos a la influencia aún poco estudiada del plasma en el plano ecuatorial de la magnetosfera terrestre. En este sentido, todos los asentamientos que se ubicarán en estos puntos deben estar protegidos de la radiación cósmica.
Además, debido a la falta de gravedadlos asentamientos espaciales permanentes en los puntos de Lagrange deberían estar equipados con tecnologías para crear su contraparte artificial. Al mismo tiempo, tales tecnologías no existen hoy.
Bueno, lo más importante.Si bien todas las teorías para crear colonias en otros planetas son hipotéticas, por su apariencia, la humanidad todavía necesita hacer una gran cantidad de descubrimientos. Puedes leer la historia de la carrera para crear bases en la Luna y Marte aquí, aquí y aquí.
está bien. ¡Pero he visto que los puntos de Lagrange también se pueden usar para la observación extraterrestre de la Tierra!
Ellos pueden. En la ciencia ficción está muy desarrollada la teoría de que los extraterrestres construyen sus estaciones espaciales en puntos donde no hay gravedad, y desde ellas observan la Tierra.
Por un lado, algunos puntos de Lagrangeespecialmente en el sistema Tierra-Sol, es bastante difícil de estudiar, ya que están demasiado cerca del Sol (ya veces detrás de él). Por lo tanto, teóricamente, cualquier estación puede ubicarse allí.
Por otro lado, esta teoría se queda solo en la ciencia ficción, porque, como sabemos desde hace mucho tiempo, la existencia de extraterrestres aún no ha sido probada por nadie.