Libračné body. Čo sú „Lagrangeove body“

V systéme Zem-Mesiac sú prvé tri libračné body na rotujúcej línii spájajúcej Zem a Mesiac: bod leží medzi planétami, druhý bod je za Mesiacom a tretí kolineárny bod je umiestnený na opačnej strane. Zeme vo vzťahu k Mesiacu. Ďalšie dva libračné body sú umiestnené na oboch stranách mimo rotačnej čiary.

Päť bodov rovnováhy, známych ako Lagrangeove body alebo libračné body sú znázornené na obr. 3. V nich sú spojené gravitačné sily z prvého a druhého telesa presne kompenzované dostredivým zrýchlením tretieho telesa. Takéto body umožňujú tretiemu telesu udržiavať obežnú dobu rovnajúcu sa orbitálnym periódam prvého a druhého telieska blízko ich spoločného ťažiska.

Ryža. 3. Päť bodov librácie v systéme Zem-Mesiac.

Body a sú nestabilné. Pretože ak je objekt umiestnený v kolineárnom Lagrangeovom bode mierne posunutý pozdĺž priamky spájajúcej Zem a Mesiac, potom sa sila priťahujúca objekt k telu, ku ktorému sa blíži, sa zvyšuje a sila príťažlivosti od druhého telesa. , naopak klesá. V dôsledku toho sa objekt bude stále viac a viac vzďaľovať od rovnovážnej polohy.

Existujú však stabilné uzavreté kváziperiodické a periodické dráhy ako Lissajous a halo orbity ktoré sa vznášajú okolo týchto bodov. To znamená, že kozmická loď pohybujúca sa po halo orbite na nej zostane dlho (obr. 4).

Ryža. 4. Obežné dráhy halo v systéme Zem-Mesiac.

Objekt, ako napríklad kozmická loď, ktorý je posunutý z libračného bodu, bude oscilovať okolo tohto bodu s periódou určenou podľa toho, ako ďaleko je posunutý v smere Y a Z (obrázok 5). Parameter φ je uhol, ktorý určuje polohu kozmickej lode na danej halo orbite a je podobný skutočnej anomálii pri lete po eliptickej orbite. Meria sa v kladnom smere od osi + Z v blízkosti osi + X od 0? až 360?.

Obr.

Spomedzi piatich libračných bodov systému Zem-Mesiac sú pre ľudský prieskum vesmíru najdôležitejšie dva, ktoré sú najbližšie k Mesiacu – a. Pri pohľade zo Zeme sa nachádzajú v blízkosti blízkej a odvrátenej strany Mesiaca. Je však lepšie preskúmať odvrátenú stranu Mesiaca, ktorá je jedným z prioritných miest pre výskum kozmogónie a histórie slnečnej sústavy. Mesiac na svojom povrchu chráni zadná strana od pozemného rádiového šumu, čo uľahčuje štúdium nízkofrekvenčných signálov (pod 100 MHz).

Libračný bod je ideálnym miestom na stavbu vesmírnych observatórií a ďalekohľadov na obežnej dráhe. Keďže objekt v bode je schopný udržať si svoju orientáciu vzhľadom na Slnko a Zem po dlhú dobu, je oveľa jednoduchšie ho skrínovať a kalibrovať. Bod v systéme Zem-Mesiac môže byť použitý na poskytovanie satelitnej komunikácie s objektmi na odvrátenej strane Mesiaca, ako aj byť vhodným miestom pre čerpaciu stanicu, ktorá zabezpečuje dopravu medzi Zemou a Mesiacom.

V tomto článku teda uvažujeme o kozmickej lodi na mesačnom povrchu, ktorá sa nachádza bližšie k severu (rozsah zemepisnej šírky je od 60 ° do 90 °), z ktorej je pozorovaný objekt pohybujúci sa po kruhovej dráhe v libračnom bode (obr. 6).

Ryža. 6. Kozmická loď v libračnom bode.

Boli uskutočnené experimenty s umiestnením kozmickej lode v Lagrangeových bodoch systému Zem-Mesiac?

Napriek tomu, že takzvané libračné body existujúce vo vesmíre, a ich úžasné vlastnostiľudstvo pozná oddávna, na praktické účely ich začali využívať až v 22. r vesmírny vek... Najprv si však v krátkosti povedzme o samotných zázračných bodoch.

Prvýkrát ich teoreticky objavil Lagrange (ktorého meno teraz nesú), ako dôsledok riešenia takzvaného problému troch telies. Vedec dokázal určiť, kde vo vesmíre môžu byť body, v ktorých je výslednica všetkých vonkajšie sily mizne.

Body sa delia na stabilné a nestabilné. Stabilné je zvykom označovať ako L 4 a L 5. Nachádzajú sa v rovnakej rovine s hlavnými dvoma nebeskými telesami (v tomto prípade Zemou a Mesiacom) a tvoria s nimi dva rovnostranné trojuholníky, pre ktoré sa často nazývajú aj trojuholníkové. Kozmická loď môže byť v trojuholníkových bodoch ľubovoľne dlho. Aj keď sa vychýli do strany, pôsobiace sily ho stále vrátia do rovnovážnej polohy. Zdá sa, že kozmická loď padá do gravitačného lievika, ako biliardová guľa do vrecka.

Ako sme však povedali, existujú aj nestabilné libračné body. Naopak, kozmická loď je v nich ako na hore, stabilná len na jej samom vrchole. Akýkoľvek vonkajší vplyv ho odkláňa na stranu. Dostať sa do nestabilného Lagrangeovho bodu je mimoriadne náročné – vyžaduje si ultra presnú navigáciu. Preto sa kozmická loď musí pohybovať len v blízkosti samotného bodu po takzvanej "halo-orbite", z času na čas minie palivo na jej udržanie, aj keď dosť málo.

V systéme Zem-Mesiac sú tri nestabilné body. Často sa nazývajú aj priamočiare, pretože sú umiestnené na rovnakej línii. Jeden z nich (L 1) sa nachádza medzi Zemou a Mesiacom, 58 000 km od Mesiaca. Druhý (L 2) je umiestnený tak, že ho zo Zeme nikdy nemožno vidieť – skrýva sa za Mesiacom 65-tisíc km od neho. Naopak, posledný bod (L 3) nie je z Mesiaca nikdy viditeľný, pretože je blokovaný Zemou, od ktorej je vzdialený asi 380 tisíc km.

Hoci je výhodnejšie byť v stabilných bodoch (netreba míňať palivo), kozmické lode doteraz poznali iba nestabilné, respektíve iba jeden z nich, a aj to súvisiace so systémom Slnko-Zem. Nachádza sa vo vnútri tohto systému, 1,5 milióna km od našej planéty a podobne ako bod medzi Zemou a Mesiacom má označenie L 1. Pri pohľade zo Zeme sa premieta priamo na Slnko a môže slúžiť ako ideálny bod na jeho sledovanie.

Túto príležitosť prvýkrát využil americký ISEE-3, spustený 12. augusta 1978. Od novembra 1978 do júna 1982 bol na „halo orbite“ okolo bodu Li a študoval charakteristiky slnečného vetra. Na konci tohto obdobia to bol on, ale už premenovaný na ICE, ktorý sa stal prvým prieskumníkom komét v histórii. Za týmto účelom prístroj opustil libračný bod a po niekoľkých gravitačných manévroch v blízkosti Mesiaca v roku 1985 preletel blízko kométy Giacobini-Zinner. zapnuté ďalší rok Halleyovu kométu však skúmal len vo vzdialených prístupoch.

Ďalším návštevníkom bodu L 1 sústavy Slnko-Zem bolo európske slnečné observatórium SOHO, spustené 2. decembra 1995 a, bohužiaľ, nedávno stratené kvôli chybe v riadení. Počas jej práce veľa dôležitého vedecké informácie a došlo k mnohým zaujímavým objavom.

Napokon, poslednou doteraz vypustenou kozmickou loďou v blízkosti L 1 bola americká kozmická loď ACE určená na štúdium kozmického žiarenia a hviezdneho vetra. Zo Zeme odštartovala 25. augusta minulého roku a v súčasnosti úspešne vedie svoj výskum.

Čo bude ďalej? Existujú nejaké nové projekty súvisiace s libračnými bodmi? Určite existujú. Napríklad Spojené štáty americké prijali návrh viceprezidenta A. Gora na nový štart v smere bodu L 1 sústavy Slnko-Zem vedeckého a vzdelávacieho aparátu Triana, prezývaného už aj „Hórova kamera“.

Na rozdiel od svojich predchodcov nebude nasledovať Slnko, ale Zem. Naša planéta je z tohto bodu vždy viditeľná v plnej fáze, a preto je veľmi vhodná na pozorovanie. Očakáva sa, že zábery prijaté „Camera of the Mountain“ budú prenášané na internet takmer v reálnom čase a budú prístupné všetkým prichádzajúcich.

Existuje aj ruský projekt „librácie“. Toto je zariadenie "Relikt-2" určené na zber informácií o reliktnom žiarení. Ak sa pre tento projekt nájdu financie, potom bude mať libračný bod L 2 v systéme Zem-Mesiac, teda ten skrytý za Mesiacom.

kozmonautika

„Často sa o nich hovorí ako o ‚mieste, kde nie je gravitácia‘. Obrovský vonkajší priestor, dlhé milióny kilometrov, kde nefunguje gravitácia, oblasti, ktoré zachytia a neuvoľnia žiadny predmet, ktorý sa tam dostane. Astronómovia ich nazývajú Lagrangeove body alebo skrátene L4 a L5. Pod strihom je o nich obrovský článok, drahí.

(článok Stuarta Clarka, New Scientist) je pomerne veľký. skrátený preklad)

Počas 4,5 miliardy rokov od vzniku slnečnej sústavy sa v nich mohlo zhromažďovať a hromadiť všetko od oblakov prachu až po asteroidy a skryté planéty. Niektoré pseudovedecké publikácie dokonca uvádzajú o mimozemšťanoch, ktorí sa ukrývajú v L4 a L5 a pozorujú Zem zo svojich tanierov.

Ak na chvíľu odbočíme od malých zelených mužíčkov, aj samotná prítomnosť starých kozmických úlomkov hornín v bodoch môže mnohých vedcov potešiť. „Myslím si, že L4 a L5 majú skutočne celú ‚populáciu‘ rôznorodých objektov,“ hovorí astrofyzik Richard Gott z Princetonskej univerzity.

Po storočí vedeckých špekulácií sme konečne prišli na to, čo sa skrýva v Lagrangeových bodoch. Tento rok o niečo neskôr dva kozmická loď, ktoré doteraz skúmali Slnko, sa dostanú do priestorov L4 a L5.

Astronómovia plánujú na vyhľadávanie použiť prístrojové vybavenie na palube vesmírnych sond NASA STEREO A a B nebeských telies, ktoré sa pravdepodobne môžu skrývať v oblastiach Lagrangeových bodov. Ich zistenia by mohli výrazne ovplyvniť naše chápanie toho, ako sa vytvorila slnečná sústava, kolosálne interakcie, ktoré tvorili Mesiac, a možno nás varujú pred budúcimi zrážkami.

Lagrangeove body prvýkrát objavil v roku 1772 matematik Jose Louis Lagrange. Vypočítal, že gravitačné pole Zeme by malo neutralizovať príťažlivosť Slnka v piatich oblastiach vesmíru - v skutočnosti sú to jediné oblasti, kde sa objekt skutočne môže stať beztiažovým.
Z piatich bodov sú L4 a L5 najzaujímavejšie. Sú to jediné stabilné oblasti, ak satelit vstúpi do L1 alebo L2, po niekoľkých mesiacoch sa „uvoľní“ a poletí ďalej, ale akýkoľvek objekt, ktorý spadne „do zorného poľa“ L4 alebo L5 tam zostane. na veľmi dlhú dobu, ak nie navždy. Nachádzajú sa vo vzdialenosti 150 miliónov km od Zeme, v rovine obežnej dráhy Zeme, pričom L4 obieha okolo Slnka 60 stupňov pred Zemou a L5 presne v rovnakom uhle za planétou.

Existujú dôkazy o podobných oblastiach okolo iných planét. V roku 1906 Max Wolf objavil asteroid za hlavným pásom medzi Marsom a Jupiterom a uvedomil si, že sa nachádza v L4 Jupitera. Wolf ho pomenoval Achilles, a tak založil tradíciu pomenovania takýchto asteroidov menami účastníkov. Trójska vojna... Uvedomenie si, že Achilles mohol padnúť do takejto pasce, vyvolalo vlnu pátrania dodatočné príklady... V súčasnosti je známych asi 1000 asteroidov zachytených jupiterskými Lagrangeovými bodmi.

Hľadanie „Trójskych“ asteroidov v blízkosti iných planét zatiaľ nebolo obzvlášť úspešné. Nenašli sa pri Saturne, presne jeden sa našiel pri Neptúne. A prirodzene sa začali zaujímať o Zem.
Jediným problémom je, že body L4 a L5 sú ťažko pozorovateľné zo Zeme. Nachádzajú sa blízko Slnka, takže v noci je oblasť L5 nad horizontom a rýchlo klesá, zatiaľ čo oblasť L4 je zatienená úsvitovými lúčmi.

To nezabránilo Paulovi Weigertovi z University of Eastern Ontario, Kanada, aby v 90. rokoch vykonal sériu pátraní pomocou francúzsko-havajského teleskopu na Mauna Kea na Havaji. Bola to dosť náročná úloha, keďže L4 a L5 zaberajú na oblohe viditeľnejšie oblasti ako Mesiac v splne. Žiaľ, Weigertovmu tímu sa nepodarilo nájsť žiadne zaujímavé veci.

Bližšie k našej dobe automatické vyhľadávania, ako napríklad projekt Lincoln Near Earth Asteroid Research, začali venovať pozornosť aj oblastiam Lagrange, ale zatiaľ sa tam nič nenašlo. „Táto línia výskumu vyschla, pretože každý sedí a čaká, kým niekto iný urobí objav,“ hovorí Weigert.

Kozmická loď STEREO môže veci zmeniť – aj keď sondy neboli špeciálne navrhnuté na hľadanie asteroidov. Boli vypustené v roku 2006, jeden pred Zemou a jeden za ňou, takže teraz môžu skúmať priestor medzi Zemou a Slnkom, hlavne študovať slnečné búrky, ktoré môžu deaktivovať obiehajúce satelity alebo zariadenia na Zemi. L4 a L5 sú veľmi dobré „pozorovacie body" pre slnečnú aktivitu. „Hovorili sme dokonca o zastavení sond, keď sa dostanú do týchto oblastí, pretože presné záznamy stále trvá niekoľko dní," hovorí Michael Keizer z Centra pre vesmírne lety do Goddarda v Greenbelte, Maryland, tiež členom projektu STEREO.
V skutočnosti si projektový tím STEREO myslí, že zastavenie ich sond v zónach L4 a L5 si vyžaduje príliš veľkú spotrebu paliva. Preto budú sondy naladené na veľmi pomalý „prelet“, aj keď nie taký pomalý, aby spadli do gravitačnej pasce.

V tejto súvislosti prišiel Richard Harrison z laboratória Rutford Appleton v Oxfordshire s nápadom, že by sondy mohli zaťažiť inou úlohou. Preskúmal všetky možnosti a uvedomil si, že nástroje určené na získavanie heliosférických snímok možno prekonfigurovať na hľadanie asteroidov. Aj tak bude nájdenie trójskeho asteroidu veľmi ťažké, keďže pôjde o bod pohybujúci sa na pozadí tisícok hviezd. Našťastie sa už vytvoril tím dobrovoľníkov, ktorí budú snímky podrobne študovať.

Ak sa asteroid nájde, zmenou odrazu od jeho povrchu slnečné svetlo bude možné určiť jeho rotáciu a predpovedať polohu ďalších asteroidov v Lagrangeových bodoch. A potom možno bude odpoveď na otázku: prečo má Zem taký masívny satelit? Väčšina vedcov je dnes presvedčená, že Mesiac vznikol z vesmírneho odpadu, alebo skôr z odpadu, ktorý zostal po tom, čo objekt veľkosti Marsu narazil na Zem asi pred 4 miliardami rokov. Problém je vysvetliť, odkiaľ to prišlo. Pretože, ako ukazujú počítačové modely situácie, všetky zahrnuté v Slnečná sústava objekty tejto veľkosti mali zničiť Zem pri kolízii, namiesto toho, aby sa rozpadli a vytvorili satelity samotné. Takže takýto objekt sa musel objaviť „v blízkosti“, aby nestihol pred zrážkou dostatočne zrýchliť. Ďalším potvrdením blízkej polohy takéhoto telesa je detekcia rovnakého množstva izotopov kyslíka v lunárnej látke, ktorá je charakteristická pre Zem. Iný pomer má napríklad Mars. Zostáva však nejasné, ako sa také veľké nebeské teleso mohlo sformovať blízko Zeme a nezraziť sa s ňou. Pokiaľ sa formácia neodohrala na Lagrangeových bodoch. A akonáhle objekt dosiahol určitú veľkosť, príťažlivosť iných planét, napríklad Venuše, ho vytrhla z tejto oblasti a prinútila ho naraziť na Zem. „Rovnaké množstvo izotopov kyslíka ako na Zemi by sa dalo vysvetliť tým, že k jeho vzniku došlo blízko Zeme,“ hovorí Gott. Okrem toho, keďže sú obe planéty na rovnakej obežnej dráhe, nemusia sa príliš líšiť v rýchlosti, keď došlo ku kolízii. A ak v Lagrangeových bodoch v blízkosti Zeme bude možné odhaliť pozostatky vzniku takejto planéty a dokázať, že obsah izotopov kyslíka majú spoločný so Zemou, v skutočnosti bude teória takmer dokázaná. .

Ak sa nájdu asteroidy, je nepravdepodobné, že by mali priemer väčší ako kilometer, povedal Weigert. Napriek tomu, že priemerná veľkosť asteroidy hlavného pásu - 100 kilometrov.

Nakoniec môžete k očakávaniam objavu pridať trochu žltej farby: niektorí astronómovia naznačujú, že v Lagrangeových bodoch sa môže skrývať celá planéta. "V žiadnom prípade," hovorí Paul Weigrt. - Nie je požadované množstvo látky na vytvorenie takého veľkého tela“,
Pred 4,5 miliardami rokov však bola situácia iná: planéty vznikli zo zmesi prachu a plynu a L4 a L5 boli práve tie správne „akumulátory“ na to, aby sa tam objavili veľké nebeské telesá. Nič planetárne, ale Richard Gott verí, že tam stále môžu číhať asteroidy hrozivej veľkosti. odtiahnuť „taký asteroid len na dostatočnú vzdialenosť, aby sa dostal z Lagrangeovho bodu. A pošlite to na Zem.

„Ak tam uvidíme dostatočne veľký asteroid, jednoducho ho vyhodíme do vzduchu a trosky si vezmeme pre seba,“ hovorí Gott.

Lagrangeove body sú oblasti v systéme dvoch kozmických telies s veľká hmota, v ktorom tretie teleso s malou hmotnosťou môže byť voči týmto telesám po dlhú dobu nehybné.

V astronomickej vede sa Lagrangeove body nazývajú aj libračné body (librácia z latinského librātiō - kolísanie) alebo L-body. Prvýkrát ich objavil v roku 1772 slávny francúzsky matematik Joseph Louis Lagrange.

Lagrangeove body sa najčastejšie spomínajú pri riešení obmedzeného problému troch telies. V tomto probléme majú tri telesá kruhové dráhy, ale hmotnosť jedného z nich je menšia ako hmotnosť ktoréhokoľvek z ďalších dvoch objektov. Dva veľké telo v tomto systéme sa otáčajú okolo spoločného ťažiska s konštantnou uhlovou rýchlosťou. V oblasti okolo týchto telies je päť bodov, v ktorých teleso, ktorého hmotnosť je menšia ako hmotnosť ktoréhokoľvek z dvoch veľkých objektov, môže zostať nehybné. Je to spôsobené tým, že gravitačné sily, ktoré pôsobia na toto teleso, sú kompenzované odstredivými silami. Týchto päť bodov sa nazýva Lagrangeove body.

Lagrangeove body ležia v rovine dráh masívnych telies. V modernej astronómii sa označujú latinské písmeno"L". Taktiež v závislosti od umiestnenia má každý z piatich bodov svoje poradové číslo, ktoré je označené číselným indexom od 1 do 5. Prvé tri Lagrangeove body sa nazývajú kolineárne, ďalšie dva sú trójske alebo trojuholníkové.

Bez ohľadu na typ masívnych nebeských telies budú mať Lagrangeove body vždy rovnakú polohu v priestore medzi nimi. Prvý Lagrangeov bod je medzi dvoma masívnymi objektmi, bližšie k tomu, ktorý má menšiu hmotnosť. Druhý Lagrangeov bod sa nachádza za menej masívnou karosériou. Tretí Lagrangeov bod sa nachádza v značnej vzdialenosti za telesom s väčšou hmotnosťou. Presná poloha týchto troch bodov sa vypočítava pomocou špeciálnych matematických vzorcov individuálne pre každý kozmický binárny systém, pričom sa zohľadňujú jeho fyzikálne vlastnosti.

Ak hovoríme o bodoch Lagrange, ktoré sú nám najbližšie, potom prvý bod Lagrange v systéme Slnko-Zem bude vo vzdialenosti jeden a pol milióna kilometrov od našej planéty. V tomto bode bude príťažlivosť Slnka o dve percentá silnejšia ako na obežnej dráhe našej planéty, pričom pokles potrebnej dostredivej sily bude polovičný. Oba tieto efekty v danom bode budú vyvážené gravitačnou príťažlivosťou Zeme.

Prvý Lagrangeov bod v sústave Zem-Slnko je vhodným pozorovacím bodom pre hlavnú hviezdu našej planetárnej sústavy – Slnko. Práve tu sa astronómovia snažia umiestniť vesmírne observatóriá na pozorovanie tejto hviezdy. Takže napríklad v roku 1978 sa blízko tohto bodu nachádzala kozmická loď ISEE-3 určená na pozorovanie Slnka. V nasledujúcich rokoch boli do oblasti tohto bodu vypustené kozmické lode SOHO, DSCOVR, WIND a ACE.

Druhý Lagrangeov bod sa nachádza v binárnom systéme masívnych objektov za telesom s nižšou hmotnosťou. Využitie tohto bodu v modernej astronomickej vede sa redukuje na umiestnenie vesmírnych observatórií a ďalekohľadov v jeho areáli. V tento moment v tomto bode sú také kozmické lode ako Herschel, Planck, WMAP a Gaia. V roku 2018 tam má ísť ďalšia kozmická loď, James Webb.

Tretí Lagrangeov bod sa nachádza v binárnom systéme v značnej vzdialenosti za masívnejším objektom. Ak hovoríme o systéme Slnko-Zem, potom sa takýto bod bude nachádzať za Slnkom, vo vzdialenosti o niečo väčšej, ako je obežná dráha našej planéty. Je to spôsobené tým, že napriek malým rozmerom má Zem na Slnko stále len nepatrný gravitačný vplyv. Satelity umiestnené v tejto oblasti vesmíru môžu prenášať presné informácie o Slnku, objavení sa nových „škvŕn“ na hviezde a tiež prenášať na Zem údaje o vesmírnom počasí.

Štvrtý a piaty Lagrangeov bod sa nazýva trojuholníkový. Ak v systéme pozostávajúcom z dvoch masívnych vesmírnych objektov, ktoré sa otáčajú okolo spoločného ťažiska, na základe čiary spájajúcej tieto objekty mentálne nakreslíme dva rovnostranné trojuholníky, ktorých vrcholy budú zodpovedať polohe dvoch masívnych telies, potom štvrtý a piaty Lagrangeov bod budú na mieste tretie vrcholy týchto trojuholníkov. To znamená, že budú v orbitálnej rovine druhého masívneho objektu 60 stupňov za a pred ním.

Lagrangeove trojuholníkové body sa nazývajú aj „trójske“ body. Druhý názov pre body pochádza z trójskych asteroidov Jupitera, ktoré sú najjasnejšími vizuálnymi prejavmi štvrtého a piateho Lagrangeovho bodu v našej slnečnej sústave.

V súčasnosti sa štvrtý a piaty Lagrangeov bod v binárnom systéme Slnko-Zem nijako nevyužíva. V roku 2010, v štvrtom Lagrangeovom bode tohto systému, toho vedci našli dosť veľký asteroid... V piatom bode Lagrange v tejto fáze nie sú pozorované žiadne veľké vesmírne objekty, ale najnovšie údaje nám hovoria, že je tu veľké nahromadenie medziplanetárneho prachu.

Zaujímavosti

V roku 2009 preleteli dve kozmické lode STEREO cez štvrtý a piaty Lagrangeov bod.

Lagrangeove body sa často používajú pri písaní sci-fi. Spisovatelia sci-fi často umiestňujú svoje fikcie do týchto oblastí vesmíru, okolo binárnych systémov vesmírne stanice, skládky odpadu, asteroidy a dokonca aj iné planéty.

V roku 2018 plánujú vedci umiestniť vesmírny teleskop Jamesa Webba do druhého Lagrangeovho bodu v binárnom systéme Slnka a Zeme. Tento teleskop by mal nahradiť aktívny Hubbleov vesmírny teleskop, ktorý sa nachádza na tomto mieste. V roku 2024 plánujú vedci do tohto bodu umiestniť ďalší teleskop PLATO.

Prvým Lagrangeovým bodom v systéme Mesiac-Zem by sa mohol stať úžasné miesto ubytovať človeka orbitálnej stanici, čo by mohlo výrazne znížiť náklady na zdroje potrebné na cestu zo Zeme na Mesiac.

Dva vesmírne teleskopy Planck a Herschel, ktoré boli vypustené do vesmíru v roku 2009, sa v súčasnosti nachádzajú v druhom Lagrangeovom bode v systéme Slnko-Zem.

„Často sa o nich hovorí ako o ‚mieste, kde nie je gravitácia‘. Obrovské vonkajšie priestory, dlhé milióny kilometrov, kde nefunguje gravitácia, oblasti, ktoré zachytia a neuvoľnia žiadny predmet, ktorý sa tam dostane. Astronómovia ich nazývajú Lagrangeove body alebo skrátene L4 a L5. Pod strihom je o nich obrovský článok, drahí.

Po storočí vedeckých špekulácií sme konečne prišli na to, čo sa skrýva v Lagrangeových bodoch. Tento rok, o niečo neskôr, sa dve kozmické lode, ktoré doteraz skúmali Slnko, dostanú do priestorov L4 a L5.

Astronómovia plánujú použiť prístroje na palube vesmírnych sond NASA STEREO A a B na hľadanie nebeských telies, ktoré sa môžu skrývať v oblastiach Lagrangeových bodov. Ich zistenia by mohli výrazne ovplyvniť naše chápanie toho, ako sa vytvorila slnečná sústava, kolosálne interakcie, ktoré tvorili Mesiac, a možno nás varujú pred budúcimi zrážkami.

Existujú dôkazy o podobných oblastiach okolo iných planét. V roku 1906 Max Wolf objavil asteroid za hlavným pásom medzi Marsom a Jupiterom a uvedomil si, že sa nachádza v L4 Jupitera. Wolf mu dal meno Achilles, a tak založil tradíciu pomenovania takýchto asteroidov po účastníkoch trójskej vojny. Uvedomenie si, že Achilles mohol padnúť do takejto pasce, vyvolalo vlnu hľadania ďalších príkladov. V súčasnosti je známych asi 1000 asteroidov zachytených jupiterskými Lagrangeovými bodmi.

Ak sa nájde asteroid, bude možné určiť jeho rotáciu a predpovedať polohu iných asteroidov v Lagrangeových bodoch podľa zmeny slnečného svetla odrazeného od jeho povrchu. A potom možno bude odpoveď na otázku: prečo má Zem taký masívny satelit? Väčšina vedcov je dnes presvedčená, že Mesiac vznikol z vesmírneho odpadu, alebo skôr z odpadu, ktorý zostal po tom, čo objekt veľkosti Marsu narazil na Zem asi pred 4 miliardami rokov. Problém je vysvetliť, odkiaľ to prišlo. Pretože, ako ukazujú počítačové modely situácie, všetky objekty tejto veľkosti vstupujúce do slnečnej sústavy mali pri zrážke zničiť Zem, namiesto toho, aby sa rozpadli a sami vytvorili satelity. Takže takýto objekt sa musel objaviť „v blízkosti“, aby nestihol pred zrážkou dostatočne zrýchliť. Ďalším potvrdením blízkej polohy takéhoto telesa je detekcia rovnakého množstva izotopov kyslíka v lunárnej látke, ktorá je charakteristická pre Zem. Iný pomer má napríklad Mars. Zostáva však nejasné, ako sa také veľké nebeské teleso mohlo sformovať blízko Zeme a nezraziť sa s ňou. Pokiaľ sa formácia neodohrala na Lagrangeových bodoch. A akonáhle objekt dosiahol určitú veľkosť, príťažlivosť iných planét, napríklad Venuše, ho vytrhla z tejto oblasti a prinútila ho naraziť na Zem. „Rovnaké množstvo izotopov kyslíka ako na Zemi by sa dalo vysvetliť tým, že k jeho vzniku došlo blízko Zeme,“ hovorí Gott. Okrem toho, keďže sú obe planéty na rovnakej obežnej dráhe, nemusia sa príliš líšiť v rýchlosti, keď došlo ku kolízii. A ak v Lagrangeových bodoch v blízkosti Zeme bude možné odhaliť pozostatky vzniku takejto planéty a dokázať, že obsah izotopov kyslíka majú spoločný so Zemou, v skutočnosti bude teória takmer dokázaná. .

Ak sa nájdu asteroidy, je nepravdepodobné, že by mali priemer väčší ako kilometer, povedal Weigert. Vzhľadom na to, že priemerná veľkosť asteroidov hlavného pásu je 100 kilometrov.

Nakoniec môžete k očakávaniam objavu pridať trochu žltej farby: niektorí astronómovia naznačujú, že v Lagrangeových bodoch sa môže skrývať celá planéta. "V žiadnom prípade," hovorí Paul Weigrt. "Na vytvorenie takého veľkého tela nie je potrebné množstvo látky,"
Pred 4,5 miliardami rokov však bola situácia iná: planéty vznikli zo zmesi prachu a plynu a L4 a L5 boli práve tie správne „akumulátory“ na to, aby sa tam objavili veľké nebeské telesá. Nič planetárne, ale Richard Gott verí, že tam stále môžu číhať asteroidy hrozivej veľkosti. odtiahnuť „taký asteroid len na dostatočnú vzdialenosť, aby sa dostal z Lagrangeovho bodu. A pošlite to na Zem.

„Ak tam uvidíme dostatočne veľký asteroid, jednoducho ho vyhodíme do vzduchu a trosky si vezmeme pre seba,“ hovorí Gott.