Точка Лагранжа

редактировать
Одно из пяти положений в орбитальной конфигурации двух больших тел, где небольшой объект может сохранять стабильное относительное положение

Меньшие объекты (зеленый) в точках Лагранжа находятся в равновесии. В любой другой точке гравитационные силы неравновесны. Точки Лагранжа в системе Солнце-Земля (не в масштабе) - небольшой объект в любой из пяти точек будет сохранять свое относительное положение. Пример космического корабля в точке Солнце – Земля L2. WMAP ·Земля

В небесной механике точки Лагранжа (также точки Лагранжа, L-точки или точки либрации ) являются орбитальными точками около двух больших движущихся вместе тел. В точках Лагранжа гравитационные силы двух больших тел компенсируются таким образом, что маленький объект, помещенный на орбиту, находится в равновесии относительно центра масс большого тела.

Имеется пять таких точек, обозначенных от L 1 до L 5, все в плоскости орбиты двух больших тел, для каждой данной комбинации двух орбитальных тел.. Например, есть пять лагранжевых точек от L 1 до L 5 для системы Солнце – Земля, и аналогичным образом есть пять различных лагранжевых точек для системы Земля – Луна. L 1, L 2 и L 3 находятся на линии, проходящей через центры двух больших тел, а L 4 и Каждый L 5 действует как третья вершина равностороннего треугольника, образованного центрами двух больших тел. L 4 и L 5 являются стабильными, что означает, что объекты могут вращаться вокруг них во вращающейся системе координат, привязанной к двум большим телам.

На некоторых планетах есть троянские астероиды рядом с их точками L 4 и L 5 по отношению к Солнцу. Юпитер насчитывает более миллиона таких троянов. Искусственные спутники были размещены на L 1 и L 2 по отношению к Солнцу и Земле, и относительно Земли и Луны. Точки Лагранжа были предложены для использования в исследованиях космоса.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Точки Лагранжа
    • 2,1 L 1 точка
    • 2,2 L 2 точка
    • 2,3 L 3 точка
    • 2,4 L 4 и L 5 точек
  • 3 Природные объекты в точках Лагранжа
  • 4 Математические детали
    • 4,1 L 1
    • 4,2 L 2
    • 4,3 L 3
    • 4,4 L 4 и L 5
    • 4,5 Радиальное ускорение
  • 5 Стабильность
  • 6 Значения Солнечной системы
  • 7 Приложения для космических полетов
    • 7.1 Солнце– Земля
    • 7.2 Земля – Луна
    • 7.3 Солнце – Венера
    • 7.4 Солнце – Марс
  • 8 Лагранжевый космический корабль и миссии
    • 8.1 Космический аппарат на Солнце – Земля L 1
    • 8.2 Космический корабль на Солнце – Земля L 2
    • 8.3 Космический корабль на Земле – Луне L 2
    • 8.4 Прошлые и текущие миссии
    • 8.5 Будущие и предлагаемые миссии
  • 9 См. Также
  • 10 Примечания
  • 11 Ссылки
  • 12 Внешние ссылки

История

Три коллинеарные точки Лагранжа (L 1, L 2, L 3) были обнаружены Леонардом Эйлером за несколько лет до Жозеф-Луи Лагранж открыл оставшиеся два.

В 1772 году Лагранж опубликовал n «Очерк задачи трех тел ». В первой главе он рассмотрел общую задачу трех тел. Исходя из этого, во второй главе он продемонстрировал два специальных решения постоянной формы, коллинеарное и равностороннее, для любых трех масс с круговыми орбитами.

точками Лагранжа

Пять точек Лагранжа помечены и определены следующим образом:

L1точка

Точка L 1 лежит на линии, определяемой двумя большими массами M 1 и M 2, и между ними. Это точка, в которой гравитационное притяжение M 2 частично компенсирует притяжение M 1. Объект, который вращается вокруг Солнца ближе, чем Земля, обычно имеет более короткий орбитальный период, чем Земля, но это игнорирует влияние собственного гравитационного притяжения Земли. Если объект находится непосредственно между Землей и Солнцем, то гравитация Земли противодействует некоторому притяжению Солнца к объекту и, следовательно, увеличивает период обращения объекта. Чем ближе к Земле объект, тем сильнее этот эффект. В точке L 1 период обращения объекта становится точно равным периоду обращения Земли. L 1 находится примерно в 1,5 миллиона километров от Земли, или 0,01 а.е., 1/100 расстояния до Солнца.

L2точка

L Точка 2 лежит на линии, проходящей через две большие массы, за меньшей из двух. Здесь гравитационные силы двух больших масс уравновешивают центробежное воздействие на тело при L 2. На противоположной стороне Земли от Солнца орбитальный период объекта обычно больше, чем у Земли. Дополнительное притяжение земной силы тяжести уменьшает орбитальный период объекта, и в точке L 2 этот период обращения становится равным земному. Подобно L 1, L 2 находится примерно в 1,5 миллиона километров или 0,01 а.е. от Земли.

L3точка

Точка L 3 лежит на линии, определяемой двумя большими массами, за пределами большей из двух. В системе Солнце – Земля точка L 3 существует на противоположной стороне от Солнца, немного за пределами орбиты Земли и немного дальше от Солнца, чем Земля. Такое размещение происходит потому, что на Солнце также действует гравитация Земли, и поэтому он вращается вокруг барицентра двух тел, который находится внутри тела Солнца. Объект, находящийся на расстоянии Земли от Солнца, будет иметь период обращения одного года, если учитывать только гравитацию Солнца. Но объект на противоположной стороне Солнца от Земли и прямо на одной линии с обоими "ощущает" гравитацию Земли, немного добавляющую к солнечной, и поэтому должен вращаться немного дальше от Солнца, чтобы иметь такой же период в 1 год. Именно в точке L 3 комбинированное притяжение Земли и Солнца заставляет объект вращаться по орбите с тем же периодом, что и Земля, фактически вращаясь вокруг массы Земля + Солнце с барицентром Земля-Солнце в одном фокусе. своей орбиты.

L4и L 5 точки

Гравитационные ускорения в L 4

Точки L 4 и L 5 лежат в третьих углах двух равносторонние треугольники в плоскости орбиты, общее основание которых является линией между центрами двух масс, так что точка находится позади (L 5) или впереди (L 4) меньшей массы по отношению к орбите вокруг большей массы.

Треугольные точки (L 4 и L 5) являются устойчивыми равновесиями при условии, что отношение M 1/M2больше 24,96. Это относится к системе Солнце – Земля, системе Солнце – Юпитер и, в меньшей степени, системе Земля – Луна. Когда тело в этих точках возмущается, оно удаляется от точки, но коэффициент, противоположный тому, который увеличивается или уменьшается из-за возмущения (скорость, вызванная гравитацией или угловым моментом), также будет увеличиваться или уменьшаться, искривляя траекторию объекта. в устойчивую фасоль -образную орбиту вокруг точки (как видно в вращающейся системе координат).

В отличие от L 4 и L 5, где существует устойчивое равновесие, точки L 1, L 2 и L 3 являются положениями неустойчивого равновесия. Любой объект, движущийся по орбите в L 1, L 2 или L 3, будет иметь тенденцию выпадать с орбиты; поэтому там редко можно встретить природные объекты, и космические корабли, населяющие эти районы, должны использовать стоянку для поддержания своего местоположения.

Природные объекты в точках Лагранжа

Из-за естественной стабильности L 4 и L 5 естественные объекты часто встречаются вращаются вокруг точек Лагранжа планетных систем. Объекты, населяющие эти точки, обычно называются «троянами » или «троянскими астероидами». Название происходит от названий, которые были даны астероидам, обнаруженным на орбите вокруг Солнца - Юпитер L4и L 5 точек, которые были взяты из мифологических персонажей из Гомера Илиада, эпическая поэма, действие которой происходит во время Троянской войны. Астероиды в точке L 4, впереди Юпитера, названы в честь греческих букв в «Илиаде» и упоминаются как «греческий лагерь ». Те, которые находятся в точке L 5, названы в честь троянских символов и называются «лагерь троянцев ». Оба лагеря считаются разновидностями троянских тел.

Поскольку Солнце и Юпитер - два самых массивных объекта в Солнечной системе, троянских коней Солнце-Юпитер больше, чем для любой другой пары тел. Однако меньшее количество объектов известно в точках Лангрейдж других орбитальных систем:

Объекты, которые находятся на подковообразных орбитах иногда ошибочно называются троянами, но не занимают точки Лагранжа. Известные объекты на подковообразных орбитах включают 3753 Cruithne с Землей и спутники Сатурна Эпиметей и Янус.

Математические детали

Контурная диаграмма эффективного потенциала из-за силы тяжести и центробежной силы системы двух тел во вращающейся системе отсчета. Стрелки указывают градиенты потенциала вокруг пяти точек Лагранжа - вниз по направлению к ним (красные) или от них (синие). Как ни странно, точки L 4 и L 5 являются высшими точками потенциала. В самих точках эти силы уравновешены. Визуализация взаимосвязи между лагранжевыми точками (красные) планеты (синий), вращающейся вокруг звезды (желтый) против часовой стрелки, и эффективным потенциалом на плоскости содержащая орбиту (серая модель из резинового листа с фиолетовыми контурами равного потенциала).. Щелкните для анимации.

Точки Лагранжа являются решениями постоянной модели ограниченной задачи трех тел. Например, учитывая, что два массивных тела вращаются вокруг своего общего барицентра, есть пять положений в космосе, где третье тело сравнительно небольшой массы может быть размещено так, чтобы поддерживать его положение относительно двух массивных тел. Как видно на вращающейся системе отсчета, которая соответствует угловой скорости двух вращающихся по орбите тел, гравитационные поля двух массивных тел объединены, обеспечивая центростремительную силу в лагранжевых точках, что позволяет меньшему третьему телу быть относительно неподвижным по отношению к первым двум.

L1

Местоположение L 1 является решением следующего уравнения, гравитация обеспечивает центростремительную силу:

M 1 (R - r) 2 знак равно M 2 r 2 + (M 1 M 1 + M 2 R - r) M 1 + M 2 R 3 {\ displaystyle {\ frac {M_ {1}} {(Rr) ^ {2}}} = {\ frac {M_ {2}} {r ^ {2}}} + \ left ({\ frac {M_ {1}} {M_ {1} + M_ {2}}}) Rr \ right) {\ frac {M_ {1} + M_ {2}} {R ^ {3}}}}\ frac {M_1} { (Rr) ^ 2} = \ frac {M_2} {r ^ 2} + \ left (\ frac {M_1} {M_1 + M_2} ​​Rr \ right) \ frac {M_1 + M_2} ​​{R ^ 3}

где r - расстояние от точки L 1 до меньшего объекта, R - расстояние между двумя основными объектами, а M 1 и M 2 - массы большого и малого объекта соответственно. (Величина в скобках справа - это расстояние L 1 от центра масс.) Решение этого для r включает решение квинтической функции, но если масса меньшего объект (M 2) намного меньше массы более крупного объекта (M 1), тогда L 1 и L 2 равны на примерно равном расстоянии r от меньшего объекта, равном радиусу сферы Хилла, определяемому по формуле

r ≈ RM 2 3 M 1 3 {\ displaystyle r \ приблизительно R {\ sqrt [ {3}] {\ frac {M_ {2}} {3M_ {1}}}}}r \ приблизительно R {\ sqrt [{3}] {\ frac {M_ {2}} {3M_ {1}}}}

Это расстояние можно описать как такое, что период обращения, соответствующий круговой орбите с это расстояние как радиус вокруг M 2 в отсутствие M 1, это расстояние M 2 вокруг M 1, деленное на √ 3 ≈ 1,73:

T s, M 2 (r) = TM 2, M 1 (R) 3. {\ displaystyle T_ {s, M_ {2}} (r) = {\ frac {T_ {M_ {2}, M_ {1}} (R)} {\ sqrt {3}}}.}T_ {s, M_ {2}} (r) = {\ frac {T_ {M_ {2}, M_ {1}} (R)} {\ sqrt {3}}}.

L2

положение L 2 является решением следующего уравнения, гравитация обеспечивает центростремительную силу:

M 1 (R + r) 2 + M 2 r 2 = (M 1 M 1 + M 2 R + r) M 1 + M 2 R 3 {\ displaystyle {\ frac {M_ {1}} {(R + r) ^ {2}}} + {\ frac {M_ {2}} {r ^ {2}) }} = \ left ({\ frac {M_ {1}} {M_ {1} + M_ {2}}} R + r \ right) {\ frac {M_ {1} + M_ {2}} {R ^ {3}}}}\ frac {M_1} {(R + r) ^ 2} + \ frac {M_2} {r ^ 2} = \ left (\ frac {M_1} {M_1 + M_2 } R + r \ right) \ frac {M_1 + M_2} ​​{R ^ 3}

с параметрами, определенными как для случая L 1. Опять же, если масса меньшего объекта (M 2) намного меньше, чем масса большего объекта (M 1), то L 2 находится на приблизительно радиус сферы Хилла, определяемый по формуле:

r ≈ RM 2 3 M 1 3 {\ displaystyle r \ приблизительно R {\ sqrt [{3}] {\ frac {M_ {2 }} {3M_ {1}}}}}r \ приблизительно R {\ sqrt [{3}] {\ frac {M_ {2}} {3M_ {1}}}}

L3

Местоположение L 3 является решением следующего уравнения, гравитация обеспечивает центростремительную силу:

M 1 (R - r) 2 + M 2 (2 R - r) 2 знак равно (M 2 M 1 + M 2 R + R - r) M 1 + M 2 R 3 {\ displaystyle {\ frac {M_ {1}} {\ left (Rr \ справа) ^ {2}}} + {\ frac {M_ {2}} {\ left (2R-r \ right) ^ {2}}} = \ left ({\ frac {M_ {2}} {M_ { 1} + M_ {2}}} R + Rr \ right) {\ frac {M_ {1} + M_ {2}} {R ^ {3}}}}{\ displaystyle {\ frac {M_ {1}} {\ left (Rr \ right) ^ {2}}} + {\ frac {M_ {2}} {\ left (2R-r \ right)) ^ {2}}} = \ left ({\ frac {M_ {2}} {M_ {1} + M_ {2}}} R + Rr \ right) {\ frac {M_ {1} + M_ {2 }} {R ^ {3}}}}

с параметрами M 1,2 и R определены как для случаев L 1 и L 2, а теперь r указывает расстояние L 3 от позиции меньшего объекта, если бы он был повернут на 180 градусов вокруг более крупного объекта. Если масса меньшего объекта (M 2) намного меньше, чем масса большего объекта (M 1), тогда:

r ≈ R 7 M 2 12 M 1 {\ displaystyle r \ приблизительно R {\ frac {7M_ {2}} {12M_ {1}}}}{\ displaystyle r \ приблизительно R {\ frac {7M_ {2}} {12M_ {1}}}}

L4и L 5

Причина, по которой эти точки находятся в равновесии, заключается в том, что при L 4 и L 5, расстояния до двух масс равны. Соответственно, гравитационные силы двух массивных тел находятся в том же соотношении, что и массы двух тел, и поэтому результирующая сила действует через барицентр системы; Кроме того, геометрия треугольника гарантирует, что результирующее ускорение будет соответствовать расстоянию от центра масс в том же отношении , что и для двух массивных тел. Барицентр является одновременно центром масс и центром вращения системы трех тел, эта результирующая сила как раз и требуется для удержания меньшего тела в точке Лагранжа в орбитальном равновесии с двумя другими более крупными телами системы. (Действительно, третье тело не обязательно должно иметь незначительную массу.) Общая треугольная конфигурация была обнаружена Лагранжем в работе над задачей трех тел.

Чистое радиальное ускорение точки, движущейся по орбите вдоль линии Земля – Луна.

Радиальное ускорение

Радиальное ускорение a объекта на орбите в точке вдоль линии, проходящей через оба тела, определяется как:

a = - GM 1 r 2 sgn ⁡ (r) + GM 2 (R - r) 2 sign ⁡ (R - r) + G ((M 1 + M 2) r - M 2 R) R 3 {\ displaystyle a = - {\ frac {GM_ {1}} {r ^ {2}}} \ operatorname {sgn} (r) + {\ frac {GM_ {2}} {(Rr) ^ {2}}} \ operatorname {sgn} (Rr) + {\ frac {G {\ bigl (} (M_ {1} + M_ {2}) r-M_ {2} R {\ bigr)}} {R ^ {3}}}}{\ displaystyle a = - {\ frac {GM_ {1}} {r ^ {2}}} \ operatorname {sgn} (r) + {\ frac {GM_ {2}} {(Rr) ^ { 2}}} \ operatorname {sgn} (Rr) + {\ frac {G {\ bigl (} (M_ {1} + M_ {2}) r-M_ {2} R {\ bigr)}} {R ^ {3}}}}

где r - расстояние до большого тела M 1 и sgn (x) - знаковая функция числа x. Члены этой функции представляют соответственно: силу от M 1 ; сила от M 2 ; и центробежная сила. Точки L 3, L 1, L 2 встречаются там, где ускорение равно нулю - см. Диаграмму справа.

Стабильность

Хотя точки L 1, L 2 и L 3 номинально нестабильны, есть квази -стабильные периодические орбиты, называемые гало-орбитами, вокруг этих точек в системе трех тел. Полная динамическая система из n тел, такая как Солнечная система, не содержит этих периодических орбит, но содержит квазипериодические (т.е. ограниченные, но не точно повторяющиеся) орбиты, следующие за Кривая Лиссажу траектории. Эти квазипериодические орбиты Лиссажу - это то, что до сих пор использовалось в большинстве космических миссий с лагранжевой точкой. Хотя они не совсем стабильны, скромные усилия по удержанию станции удерживают космический корабль на желаемой орбите Лиссажу в течение длительного времени.

Для миссий Солнце – Земля-L 1 предпочтительно, чтобы космический корабль находился на орбите Лиссажу с большой амплитудой (100 000–200 000 км или 62 000–124 000 миль) вокруг L 1, чем оставаться на L 1, потому что линия между Солнцем и Землей увеличила солнечные помехи для связи Земля-космический корабль. Точно так же орбита Лиссажу с большой амплитудой вокруг L 2 удерживает зонд вне тени Земли и, следовательно, обеспечивает непрерывное освещение его солнечных панелей.

Точки L4 и L5 стабильны при условии, что масса первичного тела (например, Земли) как минимум в 25 раз превышает массу вторичного тела (например, Луны). Земля более чем в 81 раз превышает массу Луны (Луна составляет 1,23% массы Земли). Хотя точки L 4 и L 5 находятся на вершине «холма», как на приведенном выше контурном графике эффективного потенциала, они, тем не менее, стабильны. Причиной устойчивости является эффект второго порядка: когда тело удаляется от точной позиции Лагранжа, Кориолисово ускорение (которое зависит от скорости движущегося по орбите объекта и не может быть смоделировано как контурная карта) искривляет траекторию вокруг точки (а не от нее).

Значения Солнечной системы

В этой таблице перечислены примерные значения L 1, L 2 и L 3 в Солнечной системе. В расчетах предполагается, что два тела вращаются по идеальному кругу с разделением, равным большой полуоси, и никаких других тел поблизости нет. Расстояния измеряются от центра масс большего тела, где L 3 указывает отрицательное положение. Столбцы с процентным соотношением показывают, как расстояния сравниваются с большой полуосью. Например. для Луны L 1 находится на расстоянии 326400 км от центра Земли, что составляет 84,9% расстояния Земля – Луна или 15,1% перед Луной; L 2 находится в 448900 км от центра Земли, что составляет 116,8% расстояния Земля – Луна или 16,8% за пределами Луны; а L 3 находится на -381700 км от центра Земли, что составляет 99,3% расстояния Земля-Луна или 0,7084% перед «отрицательным» положением Луны.

Лагранжевые точки в Солнечной системе
Пара телБольшая полуось (SMA)L11 - L 1 / SMA (%)L2L2/ SMA - 1 ( %)L31 + L 3 / SMA (%)
Земля – Луна3,844 × 10 м3,2639 × 10 м15,094,489 × 10 м16,78−3,8168 × 10 м0,7084
Солнце – Меркурий5,7909 × 10 м5,7689 × 10 м0,38065,813 × 10 м0,3815-5,7909 × 10 м0,000009683
Солнце – Венера1,0821 × 10 м1,072 × 10 м0,93151,0922 × 10 м0,9373−1,0821 × 10 м0,0001428
Солнце – Земля1,496 × 10 м1,4811 × 10 м0,9971,511 × 10 м1,004-1,496 × 10 м0,0001752
Солнце – Марс2,2794 × 10 м2,2686 × 10 м0,47482,2903 × 10 м0,4763−2,2794 × 10 м0,00001882
Солнце – Юпитер7,7834 × 10 м7,2645 × 10 м6,6678,3265 × 10 м6,978−7,7791 × 10 м0,05563
Солнце – Сатурн1,4267 × 10 м1,3625 × 10 м4,4961,4928 × 10 м4,635−1,4264 × 10 м0,01667
Солнце – Уран2,8707 × 10 м2,8011 × 10 м2,4212,9413 × 10 м2,461−2,8706 × 10 м0,002546
Солнце – Нептун4,4984 × 10 м4,3834 × 10 м2,5574,6154 × 10 м2,602-4,4983 × 10 м0,003004

Приложения для космических полетов

Солнце – Земля

Спутник ACE на орбите вокруг Солнца – Земли L 1.

Солнце – Земля L 1 подходит для наблюдений за системой Солнце – Земля. Объекты здесь никогда не затеняются Землей или Луной, и, наблюдая за Землей, всегда видно освещенное солнцем полушарие. Первой миссией этого типа была миссия 1978 года International Sun Earth Explorer 3 (ISEE-3), использовавшаяся в качестве межпланетного монитора раннего предупреждения о штормах для солнечных возмущений. С июня 2015 года DSCOVR вращается вокруг точки L 1. И наоборот, он также полезен для космических солнечных телескопов, поскольку он обеспечивает непрерывный обзор Солнца и любой космической погоды (включая солнечный ветер и корональные выбросы массы ) достигают L 1 за час до Земли. Солнечные и гелиосферные миссии, в настоящее время расположенные вокруг L 1, включают Солнечную и гелиосферную обсерваторию, Wind и Advanced Composition Explorer. Запланированные миссии включают межзвездное картографирование и зонд ускорения (IMAP).

Солнце – Земля L 2 - хорошее место для космических обсерваторий. Поскольку объект вокруг L 2 будет сохранять одинаковое относительное положение относительно Солнца и Земли, экранирование и калибровка намного проще. Однако он находится немного за пределами досягаемости тени Земли, поэтому солнечное излучение не полностью блокируется на L 2. Космические аппараты обычно вращаются вокруг L 2, избегая частичных солнечных затмений для поддержания постоянной температуры. Из местоположений около L 2 Солнце, Земля и Луна находятся на небе относительно близко друг к другу; это означает, что большой солнцезащитный козырек с телескопом на темной стороне может позволить телескопу пассивно охлаждаться примерно до 50 К - это особенно полезно для инфракрасной астрономии и наблюдений космического микроволнового фона. Космический телескоп Джеймса Уэбба должен быть расположен на L 2.

Солнце – Земля L 3 было популярным местом для размещения «Противоземли » в pulp научной фантастике и комиксах. Когда стало возможным наблюдение из космоса с помощью спутников и зондов, оказалось, что такого объекта нет. Солнце – Земля L 3 нестабильно и очень долго не может содержать естественный объект, большой или маленький. Это потому, что гравитационные силы других планет сильнее, чем у Земли (Венера, например, находится в пределах 0,3 а.е. от этого L 3 каждые 20 месяцы).

Космический корабль, движущийся по орбите вокруг Солнца и Земли L 3, сможет внимательно следить за эволюцией активных областей солнечных пятен до того, как они повернутся в геоэффективное положение, чтобы можно было получить раннее предупреждение за 7 дней. выпускаться NOAA Центром прогнозирования космической погоды. Более того, спутник около Солнца – Земля L 3 обеспечит очень важные наблюдения не только для прогнозов Земли, но и для поддержки дальнего космоса (прогнозы Марса и пилотируемый полет к околоземным астероидам ). В 2010 году были изучены траектории перехода космических аппаратов к Солнцу – Земле L 3 и рассмотрено несколько проектов.

Миссии к лагранжевым точкам обычно вращаются вокруг точек, а не занимают их напрямую.

Еще одно интересное и полезное свойство коллинеарных лагранжевых точек и связанных с ними орбит Лиссажу состоит в том, что они служат «шлюзами» для управления хаотическими траекториями межпланетной транспортной сети.

Земля – Луна

Земля – Луна L 1 обеспечивает сравнительно легкий доступ к лунной и земной орбитам с минимальным изменением скорости, и это дает преимущество для размещения пилотируемой космической станции на полпути предназначен для перевозки грузов и персонала на Луну и обратно.

Земля – Луна L 2 использовался для спутника связи, покрывающего обратную сторону Луны, например, Queqiao, запущенный в 2018 г., и было бы «идеальным местом» для склада топлива как части предлагаемой архитектуры космического транспорта на базе депо.

Солнце – Венера

Ученые из Фонд B612 планировал использовать точку L 3 Венеры для размещения запланированного телескопа Sentinel, который был направлен на орбиту Земли. и составить каталог околоземных астероидов.

Солнце-Марс

В 2017 году идея размещения магнитного дипольного щита на Солнце-Марс L 1 точка для использования в качестве искусственной магнитосферы Марса обсуждалась на конференции NASA. Идея состоит в том, что это защитит атмосферу планеты от солнечного излучения и солнечных ветров.

Лагранжианский космический корабль и миссии

Космический корабль на Солнце – Земля L 1

International Sun Earth Explorer 3 (ISEE-3) начал свою миссию на Солнце – Земле L 1 перед отправлением на перехват кометы в 1982 году. L 1 Солнце-Земля также является точкой, в которую миссия Reboot ISEE-3 пыталась вернуть корабль в качестве первой фазы восстановления. (по состоянию на 25 сентября 2014 г. все усилия были безуспешны и контакт был потерян).

Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO) находится на гало-орбите на L 1, а Advanced Composition Explorer (ACE) на орбите Лиссажу. WIND также находится на L 1. В настоящее время намеченный к запуску в конце 2024 года, зонд Interstellar Mapping and Acceleration Probe будет размещен рядом с L 1.

Deep Space Climate Observatory (DSCOVR), запущен 11 февраля 2015 года и вышел на орбиту L <28.>1 8 июня 2015 г. для изучения солнечного ветра и его воздействия на Землю. DSCOVR неофициально известен как GORESAT, потому что он имеет камеру, всегда ориентированную на Землю и делающую полнокадровые фотографии планеты, аналогичные Blue Marble. Эта концепция была предложена тогдашним вице-президентом США Элом Гором в 1998 году и стала центральной в его фильме 2006 года Неудобная правда.

Запуск LISA Pathfinder (LPF) 3 декабря 2015 года и прибыла на L 1 22 января 2016 года, где, среди других экспериментов, проверила технологию, необходимую (e) LISA для обнаружения гравитационных волн. LISA Pathfinder использовал инструмент, состоящий из двух маленьких кубиков из сплава золота.

Космический корабль в точке Солнце – Земля L 2

Космический аппарат в точке Солнце – Земля L 2 находится на орбите Лиссажу до вывода из эксплуатации, когда они отправляются на гелиоцентрическая орбита кладбища.

Космический корабль на Земле-Луны L 2
  • Chang'e 5-T1 Экспериментальный космический корабль DFH-3A "служебный модуль" был отправлен на Земля-Луна L 2 Луна Орбита Лиссажу 13 января 2015 года, где он использовал оставшиеся 800 кг топлива для проверки маневров, необходимых для будущих лунных миссий.
  • Кецяо вышел на орбиту вокруг Земля – Луна L 2 14 июня 2018 г. Он служит в качестве спутника-ретранслятора для дальнего лунного посадочного модуля Chang'e 4, который не может напрямую связываться с Землей.

Прошлые и текущие миссии

Цветная клавиша:
Неполетные или запланированные МиссияМиссия в пути или в процессе (включая расширения миссии)Миссия в точке Лагранжа выполнено успешно (или частично успешно)
Миссияточка ЛагранжаАгентствоОписание
International Sun – Earth Explorer 3 ( ISEE-3)Солнце – Земля L 1НАСА Запущенный в 1978 г., это был первый космический аппарат, выведен на орбиту вокруг точки либрации, где он проработал четыре года на гало-орбите около точки L 1 Солнце – Земля. После завершения первоначальной миссии ему было приказано покинуть L 1 в сентябре 1982 года для исследования комет и Солнца. Находясь на гелиоцентрической орбите, в 2014 году была предпринята неудачная попытка вернуться на гало-орбиту, когда он пролетел мимо системы Земля-Луна.
Advanced Composition Explorer (ACE)Солнце– Земля L 1НАСАЗапущен в 1997 году. Имеет топливо на орбите около L 1 до 2024 года. Работает с 2019 года.
Deep Space Climate Observatory (DSCOVR)Солнце – Земля L 1НАСАЗапущен 11 февраля 2015 года. Планируемый преемник спутника Advanced Composition Explorer (ACE). В безопасном режиме с 2019 г., но планируется перезагрузка.
LISA Pathfinder (LPF)Солнце – Земля L 1ESA, NASAЗапущено на один день позже пересмотренного графика (запланированного к 100-летию публикации Общей теории относительности Эйнштейна) 3 декабря 2015 г. Прибыл в L 1 22 января 2016 г. LISA Pathfinder был отключен 30 июня 2017 г..
Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)Sun–Earth L1ESA, NASAOrbiting near L1since 1996. Operational as of 2020.
WIND Sun–Earth L1NASAArrived at L1in 2004 with fuel for 60 years. Operational as of 2019.
Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)Sun–Earth L2NASAArrived at L2in 2001. Mission ended 2010, then sent to solar orbit outside L2.
Herschel Space Telescope Sun–Earth L2ESAArrived at L2July 2009. Ceased operation on 29 April 2013; will be moved to a heliocentric orbit.
Planck Space ObservatorySun–Earth L2ESAArrived at L2July 2009. Mission ended on 23 October 2013; Planck has been moved to a heliocentric parking orbit.
Chang'e 2 Sun–Earth L2CNSA Arrived in August 2011 after completing a lunar mission before departing en route to asteroid 4179 Toutatis in April 2012.
ARTEMIS mission extension of THEMIS Earth–Moon L1and L2NASAMission consists of two spacecraft, which were the first spacecraft to reach Earth–Moon Lagrangian points. Both moved through Earth–Moon Lagrangian points, and are now in lunar orbit.
WIND Sun–Earth L2NASAArrived at L2in November 2003 and departed April 2004.
Gaia Space Observatory Sun–Earth L2ESALaunched 19 December 2013. Operational as of 2020.
Chang'e 5-T1 Service Module Earth–Moon L2CNSA Launched on 23 October 2014, arrived at L2halo orbit on 13 January 2015.
Queqiao Earth–Moon L2CNSA Launched on 21 May 2018, arrived at L2halo orbit on June 14.
Spektr-RG Sun–Earth L2IKI RAN. DLR Launched 13 July 2019. Roentgen and Gamma space observatory. En route to L2point.

Future and proposed missions

MissionLagrangian pointAgencyDescription
"Lunar Far-Side Communication Satellites"Earth–Moon L2NASA Proposed in 1968 for communications on the far side of the Moon during the Apollo program,. mainly to enable an Apollo landing on the far side—neither the satellites nor the landing were ever realized.
Space colonization and manufacturingEarth–Moon L4or L5First proposed in 1974 by Gerard K. O'Neill and subsequently advocated by the L5 Society.
EQUULEUS Earth–Moon L2University of Tokyo, JAXA 6U CubeSat, launch planned in 2019 as a secondary payload onboard SLS Artemis 1.
James Webb Space Telescope (JWST)Sun–Earth L2NASA, ESA, CSA As of 2020, launch is planned for 2021.
Euclid Sun–Earth L2ESA, NASAAs of 2013, launch is planned in 2020.
Aditya-L1 Sun –Earth L1ISRO Launch planned for 2021; it will be going to a point 1.5 million kilometers away from Earth, from where it will observe the Sun constantly and study the solar corona, the region around the Sun's surface.
Demonstration and Experiment of Space Technology. for INterplanetary voYage (DESTINY)Earth–Moon L2JAXACandidate for JAXA's next "Competitively-Chosen Medium-Sized Focused Mission",. possible launch in the early 2020s.
Exploration Gateway Platform Earth–Moon L2NASAProposed in 2011.
Nancy Grace Roman Space Telescope (WFIRST)Sun–Earth L2NASA, USDOE As of 2013, in a "pre-formulation" phase until at least early 2016; possible launch in the early 2020s.
LiteBIRD Sun–Earth L2JAXA, NASAAs of 2015, one of two finalists for JAXA's next "Strategic Large Mission"; would be launched in 2024 if selected.
Planetary Transits and Oscillations of stars (PLATO)Sun–Earth L2ESAPlanned for launch in 2024 for an initial six-year mission.
Space Infrared Telescope for Cosmology. and Astrophysics (SPICA)Sun–Earth L2JAXA, ESA, SRON As of 2015, awaiting approval from both Japanese and European side, launch proposed for 2025.
Advanced Telescope for High Energy Astrophysics. (ATHENA)Sun–Earth L2ESALaunch planned for 2028.
Spektr-M Sun–Earth L2Roscosmos Possible launch after 2027.

See also

  • Astronomy portal
  • Spaceflight portal

Примечания

Ссылки

Внешние ссылки

На Wikimedia Commons есть материалы, связанные с Точки Лагранжа.
Последняя правка сделана 2021-05-26 11:13:22
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте