181

Точки либрации (точки Лагранжа) - точки равновесия в межпланетном пространстве

Кроме орбит около различных небесных тел, в межпланетном пространстве существует ещё один вид областей, интересных для вывода туда космических аппаратов. Это так называемые точки либрации (точки Лагранжа).


Что это?

Точки либрации (точки Лагранжа) - точки равновесия в межпланетном пространстве Космос, Точки либрации, Наука, Земля, Солнце, Луна, Гравитационные волны, Спутник, Длиннопост

Точки либрации - 5 точек равновесия, существующие в системе из двух массивных тел, где тело с меньшей массой вращается вокруг тела с большей массой. Такими системами, к примеру, являются Солнце-Земля, Земля-Луна, Солнце-Юпитер, Марс-Фобос и так далее.

Если бы движение происходило по строго круговым орбитам, и тела не испытывали никакого внешнего воздействия, то в 5 точках притяжение двух тел уравновешивало бы друг друга, и космический аппарат, помещённый в любую из этих точек, оставался бы в состоянии покоя.

Расположение этих точек указано на рисунке выше. L1, L2 и L3 лежат на прямой, соединяющей тела, треугольные точки L4 и L5 расположены по бокам.


В реальности всё несколько сложнее: планеты вращаются не по круговым, а по эллиптическим орбитам; к тому же, они испытывают гравитационное возмущение от других небесных тел. Поэтому неподвижно зафиксировать космический аппарат в точках либрации не получится, необходимо постоянно поддерживать стабильность его орбиты. Однако поддерживать орбиту вокруг точки либрации не более затратно, чем орбиту вокруг одной из планет. В связи с этим эти точки вызывают интерес у проектировщиков космических миссий.


Зачем они нужны?

Целесообразность вывода космического аппарата на орбиту вокруг точек либрации в случае разных систем разная. Рассмотрим основные, наиболее близкие нам варианты.

Солнце-Земля

Точка L1 в этой системе интересна для постоянного наблюдения за Солнцем. Точка L2, напротив, интересна для наблюдений, которым солнечное излучение только мешает. (ведь в L2 космический аппарат всё время находится в тени Земли)

С точкой L3 связаны легенды об "Антиземле" - планете-двойнике Земли, спрятанной от нас по ту сторону Солнца. Эта область уже фотографировалась космическими аппаратами, кроме залётных астероидов там, конечно же, ничего нет. Однако в будущем, когда мы наконец начнём активно летать по Солнечной системе, оборудовать станцию в L3 будет очень удобно.

Земля-Луна

В этой системе больше всего интересна точка L2, поскольку она находится над обратной стороной Луны. Как известно, около половины лунной поверхности мы никогда с Земли не видим. Когда начнётся активное исследование обратной стороны Луны, это может вызвать значительные трудности для установления постоянной радиосвязи. Для решения этой проблемы предполагается оборудовать в L2 систему ретрансляторов.

Точка L1 является идеальным местом для строительства пилотируемой орбитальной станции, которая могла бы использоваться в процессе освоения нашего спутника.


Существующие проекты

Точки либрации постепенно начинают осваиваться мировыми космическими агентствами. Действующих и планируемых миссий довольно много, перечислю некоторые из них.

1) LISA Pathfinder. После открытия гравитационных волн в обсерватории LIGO, ESA объявила о планах построить в 2034 году в космосе огромный интерферометр, который будет в разы чувствительнее земного аналога. LISA Pathfinder должна протестировать необходимые для этого технологии. Этот аппарат начал свою научную деятельность в марте этого года, располагается он в точке L1 Солнце-Земля.

2) В октябре 2018 к точке L2 системы Солнце-Земля планируется запустить телескоп Джеймс Уэбб - наследника и приемника стремительно устаревающего Хаббла.

3) В 2017 году Россия планирует запустить в эту точку обсерваторию Спектр-РГ. Задачей этого аппарата является обзор всего неба в рентгеновском и гамма-диапазоне с чувствительностью, в 40 раз превышающей чувствительность предыдущего обзора, сделанного спутником ROSAT в 90-е годы.

4) В 2013 году в эту точку (L2 Солнце-Земля) был запущен европейский аппарат Gaia, который занят составлением подробной звёздной карты.

5) SOHO - совместный проект NASA и ESA, запущенный в 1995 году в точку L1 Солнце-Земля. Его основной задачей является изучение Солнца, однако также благодаря ему было открыто 2000 околосолнечных комет. Снимки, сделанные этим аппаратом, доступны всем желающим в Интернете.

Дубликаты не найдены

+13

Тут немного неверно. Силы не уравновешиваются, и тело не остаётся в состоянии покоя. На самом деле силы суммируются таким образом, что тело в точках вращается вокруг М1 с той же угловой скоростью, что и М2. У нас на этой ошибке много ребят баллы теряли.

раскрыть ветку 1
+2

Да, спасибо за уточнение

+1

Российская пост-рок группа Mooncake свой первый альбом назвала "точками Лагранжа". Просто информация.

Иллюстрация к комментарию
0
Где же все-таки будет находиться точка L3, если учесть то, что Земля, к примеру, постоянно как бы догоняет Солнце?
Получается, объект в этой точке тоже будет догонять звезду, и значит, он может быть виден с Земли?
раскрыть ветку 3
0
L3 находится на линии Солнце-Земля, за Солнцем, чуть-чуть ближе к нему, чем Земля.
По идее, поскольку точки напрямую зависят от положения тел, если тела будут смещаться, сместятся и точки. L3 всегда будет строго за Солнцем.
А объект в ней может стать видимым, либо если его снесёт из L3, либо если орбита вокруг точки имеет достаточно большой радиус, чтобы выйти из тени Солнца.
(Хотя в случае с Солнцем нужен слишком большой радиус, на котором эффекта L3 уже не будет. Вот в случае L2 Земля-Луна такое провернуть можно, и объект, вращающийся там, будет иногда выходить из тени Луны)
раскрыть ветку 2
0

Я имею ввиду, что учитывая движение Солнца в галактике, остальные объекты в его системе немного отстают от него. Поэтому получается, что при взгляде сбоку ось Земля-L3 будет немного отставать от центра нашей звезды. Так ведь?

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 1
-1
Иллюстрация к комментарию
-2

Что значит "как бы догоняет солнце"? Это бред какой-то. Никто никого не догоняет. Земля просто вращается по круговой (на самом деле по эллиптической) орбите вокруг солнца
P.S. Знаю только, что такое вращение можно сравнить с бесконечным падением. То есть Земля как бы бесконечно падает на солнце, а солнце как бы уходит из-под Земли

-3

Насколько я знаю физику, лишь в точке L1 аппарат будет в "состоянии покоя". Ну и L5 возможно. Или нет. Я хз короче. Я вообще программист. Пойду в Skyrim поиграю.

раскрыть ветку 10
+1

Устойчивые точки это L4 и L5, но это в первом приближении. Так то они все не устойчивые, т.е. если поместить аппарат в точку, то он все равно улетит оттуда

раскрыть ветку 2
+1
Аппарат улетит не потому что точки неустойчивые, а потому что на аппарат в действительности (и на систему в целом) действуют другие тела. С математической/физической точки зрения все эти точки устойчивые
P.S. термин "устойчивость", честно говоря, с математической и физической точки зрения немного не подходящий для данной ситуации я считаю, но да ладно
раскрыть ветку 1
0
Точка L1 наиболее устойчива чаще всего, это да (вроде бы), но я чуть дальше расписала, что в реальности, а не модели, состояния покоя не получится ни в одной из точек. Поэтому аппараты выводят на орбиты вокруг точки, при этом постоянно внося корректировки, чтобы их там удержать.
раскрыть ветку 6
0
Может быть я поздно написала но мне интересна Ваша тематика. Моя курсовая (будущая курсовая только начинаю изучать всё) по этой теме точнее устойчивость в точках либрации. Не могли бы вы скинуть если Вам не сложно свои наработки на почту super.ladycat@yandex.ru
раскрыть ветку 1
0

Но ведь в точке L3 все векторы силы идут в сторону M1. Разве аппарат не должен упасть на него?

раскрыть ветку 3
Похожие посты
Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: