라그랑주 포인트란?
1772년 수학자 조슈 루이 라그랑주는 자신의 연구 "문제"에서 계산했습니다.
호세 루이스 라그랑주
총 5개의 Lagrange 포인트가 있습니다 - L1, L2,L3, L4 및 L5. 과학자들에게 가장 흥미로운 연구 포인트는 모든 라그랑주 포인트 중 유일하게 안정적인 영역인 L4와 L5입니다. 위성이 L1이나 L2에 부딪히면 몇 개월 후 궤도가 바뀌고 무중력 영역도 이동하기 때문에 우주체는 이 영역에 머물기 위해 다양한 기동을 해야 한다.
가장 많이 고려되는 점 L4 및 L5안정, 우리 행성에서 1 억 5 천만km 떨어진 지구 궤도면에 위치 (비교를 위해 지구에서 달까지의 거리는 383.4 천km, 금성까지의 평균 거리는 38 ~ 2 억 5 천만km, 행성의 위치에 따라 다름). 이 경우 L4는 지구보다 앞서 60°, L5 - 60° 뒤에서 태양을 중심으로 회전합니다.
태양계의 다른 행성 주변의 과학자들비슷한 부위도 관찰됩니다. 1906년에 천문학자이자 천체 사진의 선구자인 막시밀리안 볼프(Maximilian Wolf)는 화성과 목성 궤도 사이의 주 소행성대 너머 항상 같은 위치에 있는 소행성을 발견했습니다.
이 소행성은 목성의 L4 지점으로 밝혀졌습니다.과학자들은 그것을 아킬레스라고 명명했습니다. 트로이 전쟁 참가자의 이름으로 그러한 모든 소행성을 명명하는 전통이 시작된 것은 그에게서였습니다. 이제 이 발견 덕분에 천체 물리학자들은 목성의 두 안정한 라그랑주 지점에 위치한 천 개 이상의 소행성을 발견했습니다.
소행성 아킬레스의 궤도
또 다른 것은 그러한 소행성을 찾는 것입니다.다른 행성 주변에서는 아직 그렇게 성공적이지 않았습니다. 그들은 아직 토성 근처에서 발견되지 않았고 해왕성 근처에서는 단 하나만 발견되었습니다. 아마도 천체 물리학자들이 그러한 행성에 대해 이 지역의 정확한 위치를 계산하지 않을 때까지.
흠. 어떻게 작동하는지 아직 명확하지 않습니다.
라그랑주점은 공간상의 한 지점이다.두 개의 매우 거대한 물체(지구와 태양 또는 지구와 달)의 결합된 중력은 훨씬 더 작은 세 번째 물체가 느끼는 원심력과 같습니다. 이러한 힘의 상호 작용은 기존 우주선이 관측을 수행하기 위해 영원히 "정차"될 수 있는 평형점을 만듭니다.
두 개의 매우 큰 물체가 있다고 가정합니다.우주에서 - 지구와 태양. 그들은 중력을 가지고 있습니다. 그리고 위성이 있습니다. 우리가 그것을 태양에 너무 가깝게 발사하면 점차 중력이 그것을 별 쪽으로 끌어당기고 위성에 충돌하거나 태양 궤도에 진입할 것입니다. 지구에 도착하면 위성은 지구 근처 궤도에서 끝나거나 우리 행성의 대기로 진입하여 불타버릴 것입니다.
라그랑주 점은 중력이 작용하는 우주 공간입니다.두 물체(우리의 경우 태양과 지구)는 서로를 효과적으로 상쇄시킵니다. 이렇게 하면 위성이 발사된 위치에 정확히 머물 수 있습니다.
라그랑주 포인트
수학은 점 L1, L2 및 L3이 다음과 같은 방식으로 작동합니다.안정적이지 않습니다. 이 지점에 도달한 우리의 위성은 얼마 동안 그 지역 안에 있을 것이지만 중력은 여전히 변하고 우리 우주의 몸은 더 멀리 날아갈 것입니다. 이것은 거꾸로 된 그릇 위에 조심스럽게 올려 놓는 대리석 조각에 비교할 수 있습니다. 그는 거기에 누워있을 것이지만 테이블에 한 번의 타격을 가하면 대리석이 굴러 떨어질 것입니다.
L4와 L5는 안정적입니다.당신의 동반자가 이 지점에 완벽하게 도달하지 못하더라도 중력은 어쨌든 그것을 제자리에 밀어넣어 영원히 그곳에 머물게 할 것입니다. 이번에는 대리석 조각이 이미 그릇의 바닥에 있고 오른쪽으로 빠르게 이동하고 있으므로 완벽하게 중앙에 있지 않더라도 올바른 위치로 이동합니다.
괜찮아. 라그랑주 포인트는 어떻게 사용하나요?
1970년대 우주 연구자몇 년 동안 그들은 라그랑주 포인트에 주목했습니다. 예를 들어, 우주 태양 관측소는 지구-태양계의 L1 지점에 배치될 수 있습니다. 결코 지구의 그림자에 떨어지지 않으므로 중단없이 관찰이 가능합니다.
"Earth-Sun" 시스템의 포인트 L2는 다음과 같습니다.우주 망원경을 설치하는 데 거의 이상적입니다. 그것에서 지구는 거의 항상 햇빛을 가리고이 장소에 반사하지 않기 때문에 과학자들은 끊임없이 다른 별을 연구 할 수 있습니다.
"지구-달" 시스템의 지점 L1에서지구 위성 탐사 중 중계소. 스테이션은 지구를 향한 달의 대부분의 반구에 대한 가시선에 지속적으로 있을 것입니다. 따라서 미래의 달 식민지 개척자들과 통신하려면 지구와 통신하는 것보다 10배 덜 강력한 송신기가 필요합니다.
천체 물리학자들이 연구에서 어떤 방식으로든 라그랑주 점을 사용할 계획인 프로젝트가 많이 있습니다.
ISEE-3는 미국에서 발사된 최초의 우주선입니다."지구-태양" 시스템의 포인트 L1. 그것은 임무의 일환으로 1978년에 다시 발사되었으며, 이러한 해방 지점(라그랑주 지점의 다른 이름은 하이테크)의 존재가 일반적으로 실제임을 증명하고 또한 상한선을 탐험하기로 되어 있었습니다. 지구에서 약 150만km 떨어진 지구 자기권. 그 후 10년 후 탐사선은 혜성 핼리와 자코비니-지너로 보내졌습니다. 이제 ISEE-3은 수십 년 동안 꺼진 상태로 우주에 앉아 있었습니다.
현재 지구-태양계의 L1 지점에서코로나 질량 방출을 분석하기 위한 태양풍 탐사선 GGS Wind, 태양권 관측소 SOHO 및 DSCOVR을 포함한 여러 임무가 있습니다.
"Earth-Sun" 시스템의 L2 지점에서 오랫동안빅뱅 동안 발생한 우주 마이크로파 배경 복사를 연구하기 위한 WMAP 위성(지금은 임무 완료 후 매장 궤도로 보내짐), Herschel 우주 천문대, Planck 우주 천문대, Gaia 우주 망원경. 미래에는 우주 탐사에서 가장 중요한 프로젝트 중 하나인 2024년에 제임스 웨비 망원경이 시작될 예정이며, 이 망원경은 상징적인 허블을 대체할 것입니다.
더욱이 이 모든 객체는 물론한 지점이 아니라 라그랑주 지역 주변의 후광 궤도에 있습니다. 프로브에 오랫동안 머물 수 있는 안정화 장비가 있어야 한다는 사실에도 불구하고 꽤 많이 있습니다.
그렇다면 왜 그들은 이 지점에 식민지를 건설하지 않을 것입니까?
그들은 준비 중입니다.라그랑주 지점에 식민지를 건설하기 위한 여러 프로젝트가 있으며, 이 아이디어를 대중화하는 공공 협회(L5 Society, Republic of Lagrangia 및 National Space Society)도 있습니다. 라그랑주 지점에 인류 식민지를 건설하려는 가장 유명한 제안자는 한 안정된 지점에 위치한 우주 정거장인 "섬 III"의 개념을 제시한 천체 물리학자 제라드 오닐로 간주됩니다.
섬 III
그러나 이러한 이론에는 몇 가지 심각한 문제가 있습니다.기술적 어려움: 태양풍 및 기타 우주 광선이 인체에 미치는 부정적인 영향. 또한 모든 라그랑주 점은 지구 자기권의 적도면에서 플라즈마의 영향을 아직 제대로 연구하지 못한 상태입니다. 따라서 이 지점에 위치할 모든 정착지는 우주 방사선으로부터 보호되어야 합니다.
또한 중력이 없기 때문에라그랑주 지점의 영구 우주 정착지는 인공적인 대응물을 생성하는 기술을 갖추고 있어야 합니다. 동시에 그러한 기술은 오늘날 존재하지 않습니다.
자, 가장 중요한 것.다른 행성에 식민지를 만드는 것에 대한 모든 이론은 가설이지만, 외관상 인류는 여전히 엄청난 수의 발견을 해야 합니다. 달과 화성에 기지를 건설하기 위한 경주의 역사를 여기, 여기, 여기에서 읽을 수 있습니다.
좋아요. 그러나 나는 라그랑주 포인트가 지구를 외계인 관찰하는 데에도 사용될 수 있다는 것을 보았습니다!
그들은 할 수있다. 공상 과학 소설에서 외계인이 중력이없는 지점에 우주 정거장을 건설하고 지구를 관찰한다는 이론이 매우 발전했습니다.
한편, 일부 라그랑주 포인트특히 지구-태양 시스템에서는 태양에 너무 가깝기 때문에(때로는 태양 뒤에 있기 때문에) 연구하기가 상당히 어렵습니다. 따라서 이론적으로 모든 스테이션이 거기에 위치할 수 있습니다.
다른 한편, 이 이론은 공상과학 소설에만 남아 있습니다. 왜냐하면 당신과 내가 오랫동안 알고 있듯이 외계인의 존재는 아직 누구도 증명하지 않았기 때문입니다.