Lagrange noktası nedir?
1772 yılında matematikçi Josue Louis Lagrange "Problemi" adlı çalışmasında hesapladı.
Jose Louis Lagrange
Toplamda beş Lagrange noktası vardır - L1, L2,L3, L4 ve L5. Bilim adamları için, incelenecek en ilginç noktalar, tüm Lagrange noktalarının tek kararlı bölgeleri olan L4 ve L5 noktalarıdır. Uydu L1 veya L2'ye çarparsa, birkaç ay sonra yörüngeler değişecek ve yerçekimi olmayan alan da kayacak, dolayısıyla uzay gövdesi bu alanda kalabilmek için çeşitli manevralar yapmak zorunda kalacak.
En çok kabul edilen L4 ve L5 noktalarıkararlı, Dünya yörüngesinin düzleminde gezegenimizden 150 milyon km uzaklıkta yer almaktadır (karşılaştırma için, Dünya'dan Ay'a olan mesafe 383.4 bin km, Venüs'e olan ortalama mesafe 38 ila 250 milyon km arasındadır, gezegenlerin konumuna bağlı olarak). Bu durumda, L4, Dünya'nın 60 ° önünde ve L5 - 60 ° arkasında Güneş'in etrafında döner.
Güneş sistemindeki diğer gezegenlerin etrafındaki bilim adamlarıbenzer alanlar da gözlenmektedir. 1906'da gökbilimci ve astrofotoğrafçılığın öncüsü Maximilian Wolf, Mars ve Jüpiter'in yörüngeleri arasındaki ana asteroit kuşağının ötesinde sürekli olarak aynı konumda bulunan bir asteroit keşfetti.
Bu asteroidin Jüpiter'in L4 noktası olduğu ortaya çıktı.Bilim adamları buna Aşil adını verdiler - ondan, tüm bu asteroitleri Truva Savaşı'na katılanların isimleriyle adlandırma geleneği başladı. Şimdi, bu keşif sayesinde, astrofizikçiler Jüpiter'in iki kararlı Lagrange noktasında bulunan binden fazla asteroit keşfettiler.
Asteroit Aşil yörüngesi
Başka bir şey, bu tür asteroitleri aramanındiğer gezegenlerin çevresinde henüz o kadar başarılı olmadılar: henüz Satürn'ün yakınında bulunmadılar ve sadece Neptün'ün yakınında bulundular. Muhtemelen, astrofizikçiler bu tür gezegenler için bu alanların doğru yerlerini hesaplamayana kadar.
HM. Nasıl çalıştığı hala çok net değil.
Lagrange noktası uzayda bir yerdir.Çok büyük iki cismin (Dünya ve Güneş veya Dünya ve Ay) birleşik çekim kuvvetleri, çok daha küçük bir üçüncü cismin hissettiği merkezkaç kuvvetine eşittir. Bu kuvvetlerin etkileşimi, geleneksel bir uzay aracının gözlem yapmak için sonsuza kadar "park edilebileceği" bir denge noktası yaratır.
Çok büyük iki nesnemiz olduğunu varsayalım.uzayda - Dünya ve Güneş. Yerçekimi kuvvetine sahiptirler. Ve bir uydu var - Güneş'e çok yakın fırlatırsak, yavaş yavaş yerçekimi onu yıldıza doğru çekecek ve ya ona çarpacak ya da güneş yörüngesine girecek. Dünya'ya gelirse, uydu ya Dünya'ya yakın bir yörüngede sona erecek ya da gezegenimizin atmosferine girecek ve içinde yanacak.
Lagrange noktaları, uzayda yerçekiminin olduğu yerlerdir.iki nesne (bizim durumumuzda Güneş ve Dünya) birbirini etkili bir şekilde iptal eder. Bu, uydunun tam olarak başlatıldığı yerde kalmasını sağlayacaktır.
Lagrange noktaları
Matematik öyle bir şekilde çalışır ki L1, L2 ve L3 noktalarıkararlı değiller. Bir süreliğine bu noktalara gelen uydumuz bölgelerin içinde olacak ama sonra yerçekimi değişmeye devam edecek ve kozmik bedenimiz daha uzağa uçacak. Bu, ters çevrilmiş bir kasenin üzerine dikkatlice yerleştirdiğimiz bir mermer parçasına benzetilebilir. Orada yatacak, ama masaya bir darbe - ve bilye yuvarlanacak.
L4 ve L5 kararlıdır.Arkadaşınız bu noktalara mükemmel bir şekilde ulaşmamış olsa bile, yerçekimi onu bir şekilde pozisyona itecek ve böylece sonsuza kadar orada kalacaktır. Bu sefer mermer parçamız zaten kasenin dibinde hızlı bir şekilde sağa doğru hareket ediyor, bu yüzden tam olarak merkezlenmemiş olsa bile doğru konuma hareket edecek.
Peki. Lagrange noktaları nasıl kullanılabilir?
1970'lerde uzay araştırmacılarıYıllar boyunca Lagrange noktalarına dikkat ettiler. Örneğin Dünya-Güneş sisteminin L1 noktasına bir uzay güneş gözlemevi yerleştirilebilir. Hiçbir zaman Dünya'nın gölgesine düşmeyeceğinden gözlemler kesintisiz olarak gerçekleştirilebilecektir.
"Dünya-Güneş" sisteminin L2 noktasıiçine bir uzay teleskobu yerleştirmek için neredeyse ideal. İçinde, Dünya neredeyse her zaman güneş ışığını gizler ve onu bu yere yansıtmaz, bu da bilim adamlarının sürekli olarak diğer yıldızları incelemesine izin verir.
"Dünya-Ay" sisteminin L1 noktasında,Dünya uydusunun keşfi sırasında röle istasyonu. İstasyon, Ay'ın Dünya'ya bakan yarım küresinin çoğu için sürekli görüş hattında olacak. Bu nedenle, onunla iletişim kurmak için, Ay'ın gelecekteki kolonistleri, Dünya ile iletişim için olanlardan on kat daha az güçlü vericilere ihtiyaç duyacaklar.
Astrofizikçilerin araştırmalarında şu veya bu şekilde Lagrange noktalarını kullanmayı planladıkları birçok proje var.
ISEE-3 fırlatılan ilk uzay aracıdır."Dünya-Güneş" sisteminin L1 noktası. 1978'de görevin bir parçası olarak yeniden başlatıldı, bu özgürlük noktalarının varlığının (Lagrange noktalarının başka bir adı High-Tech'tir) genellikle gerçek olduğunu kanıtlamak ve ayrıca üst sınırlarını keşfetmek gerekiyordu. Dünya'nın manyetosferi, gezegenimizden yaklaşık 1,5 milyon km uzaklıktan geçiyor. Ondan sonra, on yıl sonra, sonda Halley ve Giacobini-Zinner kuyruklu yıldızlarına gönderildi. Şimdi ISEE-3, kapalı durumda birkaç on yıldır uzayda oturuyor.
Şu anda Dünya-Güneş sisteminin L1 noktasındaGüneş rüzgarı sondası GGS Wind, koronal kütle püskürmelerini analiz etmek için heliosfer istasyonu SOHO ve DSCOVR dahil olmak üzere çeşitli görevler var.
"Dünya-Güneş" sisteminin L2 noktasında, uzun süreBüyük Patlama sırasında ortaya çıkan kozmik mikrodalga arka plan radyasyonunu incelemek için bir WMAP uydusu vardı (şimdi, görevin tamamlanmasından sonra, mezar yörüngesine gönderildi), Herschel uzay gözlemevi, Planck uzay gözlemevi, Gaia uzay teleskobu. Gelecekte, uzay araştırmalarındaki en önemli projelerden biri burada başlatılacak - ikonik Hubble'ın yerini alacak olan 2024'te James Webby Teleskobu.
Ayrıca, tüm bu nesneler, elbette,bir noktada değil, Lagrange bölgelerinin etrafındaki hale yörüngelerinde. Birçoğu var - sondaların üzerinde uzun süre kalmalarına izin veren stabilize edici donanıma sahip olmalarına rağmen.
O halde neden bu noktalarda koloniler kurmayacaklar?
Hazırlanıyorlar.Lagrangian noktalarında koloniler oluşturmaya yönelik çeşitli projeler var ve hatta bu fikri yaygınlaştıran kamu dernekleri bile var - L5 Topluluğu, Lagrangia Cumhuriyeti ve Ulusal Uzay Topluluğu. Lagrange noktalarında insanlığın koloni yerleşimi yaratmanın en ünlü savunucusu, sabit bir noktada bulunan bir uzay istasyonu olan "Ada III" kavramını sunan astrofizikçi Gerard O'Neill olarak kabul ediliyor.
ada III
Ancak bu teorilerin bazı cidditeknik zorluklar: güneş rüzgarının ve diğer kozmik ışınların insan vücudu üzerindeki olumsuz etkisi. Buna ek olarak, tüm Lagrange noktaları, Dünya'nın manyetosferinin ekvator düzlemindeki plazmanın henüz yeterince araştırılmamış etkilerine maruz kalmaktadır. Bu bakımdan bu noktalarda yer alacak tüm yerleşimlerin kozmik radyasyondan korunması gerekmektedir.
Ayrıca, yerçekimi eksikliği nedeniyleLagrange noktalarındaki kalıcı uzay yerleşimleri, yapay karşılığını yaratacak teknolojilerle donatılmalıdır. Aynı zamanda, bu tür teknolojiler bugün mevcut değil.
En önemli şey.Diğer gezegenlerde koloniler oluşturmak için tüm teoriler varsayımsal olsa da, görünüşleri için insanlığın hala çok sayıda keşif yapması gerekiyor. Ay ve Mars'ta üsler oluşturma yarışının tarihini buradan, buradan ve buradan okuyabilirsiniz.
TAMAM. Ama Lagrange noktalarının Dünya'nın uzaylı gözlemi için de kullanılabileceğini gördüm!
Yapabilirler. Bilimkurguda, uzaylıların yerçekiminin olmadığı noktalarda uzay istasyonlarını inşa ettikleri ve Dünya'yı onlardan gözlemlediği teorisi çok gelişmiştir.
Bir yandan, bazı Lagrange noktalarıözellikle Dünya-Güneş sisteminde, Güneş'e çok yakın (ve bazen de onun arkasında) oldukları için çalışmak oldukça zordur. Bu nedenle, teorik olarak, herhangi bir istasyon orada bulunabilir.
Öte yandan, bu teori sadece bilim kurguda kalıyor, çünkü uzun zamandır bildiğimiz gibi, uzaylıların varlığı henüz kimse tarafından kanıtlanamadı.