ラグランジュ点とは何ですか？
1772 年、数学者のジョズエ・ルイ・ラグランジュは、彼の研究「問題」で計算しました。
ホセルイラグランジュ
合計で5つのラグランジュ点があります-L1、L2、L3、L4およびL5。科学者にとって、研究するのに最も興味深いポイントは、ポイントL4とL5です。これは、すべてのラグランジュポイントの中で唯一の安定した領域です。衛星がL1またはL2に当たると、数か月後に軌道が変化し、重力のない領域もシフトするため、宇宙体はこの領域にとどまるためにさまざまな操作を実行する必要があります。
最も多いと考えられるポイントL4とL5安定していて、私たちの惑星から1億5000万kmの距離で地球の軌道面に位置しています（比較のために、地球から月までの距離は383.4千km、金星までの平均距離は3800万から2億5000万kmです。惑星の場所に応じて）。この場合、L4は地球の60°前方で太陽の周りを回転し、L5-60°後方で回転します。
太陽系の他の惑星周辺の科学者同様の地域も観察されています。 1906 年、天文学者で天体写真の先駆者であるマクシミリアン ウルフは、火星と木星の軌道の間の主要な小惑星帯を越えて、常に同じ場所にある小惑星を発見しました。
この小惑星は木星のL4ポイントであることが判明しました。科学者たちはそれをアキレスと名付けました-トロイア戦争の参加者の名前でそのようなすべての小惑星に名前を付ける伝統が始まったのは彼からでした。現在、この発見のおかげで、天体物理学者は木星の2つの安定したラグランジュ点にある1000を超える小惑星を発見しました。
小惑星アキレスの軌道
もう一つのことは、そのような小惑星の検索は他の惑星の周りはまだそれほど成功していません：それらは土星の近くでまだ発見されておらず、ネプチューンの近くで1つだけです。おそらく、天体物理学者がそのような惑星のためにこれらの領域の正しい位置を単に計算しなかったまで。
HM。それがどのように機能するかはまだはっきりしていません。
ラグランジュ点とは、空間内の場所です。地球と太陽、または地球と月という非常に巨大な 2 つの天体を合わせた重力は、はるかに小さい 3 番目の天体が感じる遠心力に等しいのです。これらの力の相互作用により、従来の宇宙船が観測を行うために永久に「駐機」できる平衡点が生まれます。
2つの非常に大きなオブジェクトがあるとします宇宙で-地球と太陽。彼らは引力を持っています。そして、衛星があります。太陽に近づきすぎると、徐々に重力によって星に向かって引き寄せられ、衛星に衝突するか、太陽軌道に入る可能性があります。地球に到達した場合、衛星は地球に近い軌道に到達するか、惑星の大気圏に入って燃え尽きるでしょう。
ラグランジュ点は、重力が発生する空間内の場所です。2つのオブジェクト（この場合は太陽と地球）は互いに効果的に打ち消し合います。これにより、衛星は打ち上げられた場所に正確にとどまることができます。
ラグランジュ点
数学は、点L1、L2、およびL3が機能するように機能します。安定していません。しばらくの間、これらの地点に到達した私たちの衛星は地域内にありますが、それでも重力は変化し、私たちの宇宙体はさらに飛ぶでしょう。これは、逆さにしたボウルの上に注意深く置いた大理石に例えることができます。彼はそこに横たわりますが、テーブルを一撃すると、大理石が転がり落ちます。
L4とL5は安定しています。コンパニオンがこれらのポイントに完全に到達しなかったとしても、重力はとにかくそれを所定の位置に押し込み、永遠にそこにとどまるようにします。今回は、大理石のピースがすでにボウルの底にあり、右にすばやく移動しているため、完全に中央に配置されていなくても、正しい位置に移動します。
わかった。ラグランジュ点はどのように使用できますか？
1970年代の宇宙研究者数年間、彼らはラグランジュ点に注目しました。たとえば、宇宙太陽観測所を地球-太陽系の点 L1 に配置することができます。地球の影に入ることがないため、観測を中断することなく行うことができます。
「地球-太陽」システムのポイントL2は宇宙望遠鏡を設置するのにほぼ理想的です。その中で、地球はほとんど常に太陽光を覆い隠し、それをこの場所に反射しません。これにより、科学者は常に他の星を研究することができます。
「Earth-Moon」システムのポイントL1に、地球の衛星の探査中の中継局。ステーションは、地球に面している月の半球のほとんどの視界に常にあります。したがって、月の将来の入植者は、それと通信するために、地球との通信の送信機よりも10分の1の強力な送信機を必要とします。
天体物理学者が研究で何らかの形でラグランジュ点を使用することを計画している多くのプロジェクトがあります。
ISEE-3はで打ち上げられた最初の宇宙船です「地球-太陽」システムのポイントL1。 1978年に打ち上げられ、ミッションの一環として、これらの秤動点（ラグランジュ点の別名はハイテク）の存在が一般的に現実的であることを証明し、また、地球の磁気圏は、私たちの惑星から約150万kmの距離を通過します。その後、10年後、ハレー彗星とジャコビニジナー彗星に探査機が送られました。現在、ISEE-3はオフ状態で数十年間宇宙に座っています。
地球-太陽系のL1点には、現在、GGS風探査機、SOHO太陽圏ステーション、コロナ質量放出解析のためのDSCOVRなど、いくつかのミッションがあります。
「地球-太陽」システムのポイントL2で、長い間ビッグバン中に発生した宇宙マイクロ波背景放射を研究するためのWMAP衛星がありました（現在、ミッションの完了後、それは埋没軌道に送られました）、ハーシェル宇宙天文台、プランク宇宙天文台、ガイア宇宙望遠鏡。将来的には、宇宙探査で最も重要なプロジェクトの1つであるJames Webby Telescopeが2024年に開始され、象徴的なハッブルに取って代わります。
さらに、もちろん、これらすべてのオブジェクトはある時点ではなく、ラグランジュ地域の周りのハロー軌道上にあります。それらはかなりたくさんあります-プローブがそれらを長期間それらの上にとどまらせることを可能にする安定化装置を持たなければならないという事実にもかかわらず。
では、なぜ彼らはこれらのポイントにコロニーを構築しないのでしょうか？
彼らは準備を進めています。ラグランジュ点にコロニーを作成するプロジェクトがいくつかあり、このアイデアを広める公的団体 (L5 協会、ラグランジア共和国、国立宇宙協会) さえあります。ラグランジュ点に人類の植民地を創設するという最も有名な提唱者は、安定した一点に設置された宇宙ステーションである「アイランド III」の概念を提示した天体物理学者のジェラルド・オニールであると考えられています。
アイランドIII
ただし、これらの理論にはいくつかの重大な問題があります技術的な問題: 太陽風やその他の宇宙線の人体への悪影響。さらに、すべてのラグランジュ点は、地球の磁気圏の赤道面にあるプラズマのまだ十分に研究されていない影響を受けています。この点において、これらの地点に位置するすべての居住地は宇宙放射線から保護されなければなりません。
さらに、重力が不足しているためラグランジュ点の恒久的な空間集落には、人工的な対応物を作成するための技術を装備する必要があります。同時に、そのような技術は今日存在しません。
さて、最も重要なこと。他の惑星にコロニーを作るためのすべての理論は仮説ですが、それらの外観のために、人類はまだ膨大な数の発見をする必要があります。ここ、ここ、ここで月と火星に基地を作るためのレースの歴史を読むことができます。
わかった。しかし、私はラグランジュ点が地球のエイリアン観測にも使用できることを見てきました！
彼らはできます。サイエンスフィクションでは、エイリアンが重力のない場所に宇宙ステーションを建設し、そこから地球を観測するという理論が非常に発展しています。
一方では、いくつかのラグランジュ点特に地球と太陽のシステムでは、太陽に近すぎる（そして時には太陽の後ろにある）ため、研究するのは非常に困難です。したがって、理論的には、任意のステーションをそこに配置できます。
一方、この理論は空想科学小説にのみ残っています。なぜなら、私たちが長い間知っていたように、エイリアンの存在はまだ誰にも証明されていないからです。