B. V. Bulyubash,
, MSTU im. R.E. Alekseeva, Nizhny Novgorod

Σημεία Lagrange

Πριν από περίπου 400 χρόνια, οι αστρονόμοι είχαν στη διάθεσή τους ένα νέο εργαλείο για τη μελέτη του κόσμου των πλανητών και των αστεριών - το τηλεσκόπιο του Galileo Galilei. Πέρασε αρκετός καιρός και σε αυτόν προστέθηκε ο νόμος που ανακάλυψε ο Ισαάκ Νεύτωνας βαρύτητακαι οι τρεις νόμοι της μηχανικής. Αλλά μόνο μετά το θάνατο του Νεύτωνα, αναπτύχθηκαν μαθηματικές μέθοδοι που κατέστησαν δυνατή την αποτελεσματική χρήση των νόμων που ανακάλυψε και τον ακριβή υπολογισμό των τροχιών των ουράνιων σωμάτων. Γάλλοι μαθηματικοί έγιναν οι συγγραφείς αυτών των μεθόδων. Βασικά πρόσωπα ήταν ο Pierre Simon Laplace (1749–1827) και ο Joseph Louis Lagrange (1736–1813). Σε μεγάλο βαθμό, οι προσπάθειές τους ήταν που δημιούργησαν μια νέα επιστήμη - την ουράνια μηχανική. Έτσι το ονόμασε ο Laplace, για τον οποίο η ουράνια μηχανική έγινε το σκεπτικό της φιλοσοφίας του ντετερμινισμού. Συγκεκριμένα, η εικόνα ενός φανταστικού πλάσματος που περιγράφεται από τον Laplace, το οποίο, γνωρίζοντας τις ταχύτητες και τις συντεταγμένες όλων των σωματιδίων στο Σύμπαν, έγινε ευρέως γνωστή, μπορούσε να προβλέψει αναμφίβολα την κατάστασή του σε οποιαδήποτε μελλοντική στιγμή. Αυτό το πλάσμα - "ο δαίμονας του Laplace" - προσωποποίησε την κύρια ιδέα της φιλοσοφίας του ντετερμινισμού. ΑΛΛΑ η καλύτερη ώραΗ νέα επιστήμη ήρθε στις 23 Σεπτεμβρίου 1846, με την ανακάλυψη του όγδοου πλανήτη του ηλιακού συστήματος - του Ποσειδώνα. Ο Γερμανός αστρονόμος Johann Galle (1812–1910) ανακάλυψε τον Ποσειδώνα ακριβώς εκεί που θα έπρεπε να ήταν, σύμφωνα με υπολογισμούς που έκανε ο Γάλλος μαθηματικός Urbain Le Verrier (1811–1877).

Ενας από εξαιρετικά επιτεύγματαουράνια μηχανική ήταν η ανακάλυψη από τον Lagrange το 1772 του λεγόμενου σημεία βιβλιοθήκης.Σύμφωνα με τον Lagrange, υπάρχουν συνολικά πέντε σημεία σε ένα σύστημα δύο σωμάτων (συνήθως ονομάζεται Σημεία Lagrange), στο οποίο το άθροισμα των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα τρίτο σώμα τοποθετημένο σε ένα σημείο (του οποίου η μάζα είναι σημαντικά μικρότερη από τις μάζες των άλλων δύο) είναι ίσο με μηδέν. Φυσικά, μιλάμε για ένα περιστρεφόμενο σύστημα αναφοράς στο οποίο, εκτός από τις βαρυτικές δυνάμεις, θα ενεργεί και η φυγόκεντρος δύναμη αδράνειας στο σώμα. Στο σημείο Lagrange, λοιπόν, το σώμα θα βρίσκεται σε κατάσταση ισορροπίας. Στο σύστημα Ήλιου-Γης, τα σημεία Lagrange βρίσκονται ως εξής. Στην ευθεία γραμμή που συνδέει τον Ήλιο με τη Γη, υπάρχουν τρία από τα πέντε σημεία. Τελεία μεγάλοΤο 3 βρίσκεται στην αντίθετη πλευρά της τροχιάς της Γης σε σχέση με τον Ήλιο. Τελεία μεγάλοΤο 2 βρίσκεται στην ίδια πλευρά του Ήλιου με τη Γη, αλλά σε αυτό, σε αντίθεση με μεγάλο 3, ο Ήλιος καλύπτεται από τη Γη. Ενα σημείο μεγάλο 1 βρίσκεται στη γραμμή σύνδεσης μεγάλο 2 και μεγάλο 3, αλλά μεταξύ της Γης και του Ήλιου. σημεία μεγάλο 2 και μεγάλοΤο 1 χωρίζει την ίδια απόσταση από τη Γη - 1,5 εκατομμύρια km. Λόγω των ιδιαιτεροτήτων τους, τα σημεία Lagrange προσελκύουν την προσοχή των συγγραφέων επιστημονικής φαντασίας. Έτσι, στο βιβλίο των Arthur C. Clarke και Stephen Baxter "Solar Storm" βρίσκεται στο σημείο Lagrange μεγάλο 1 κατασκευαστές διαστήματος υψώνουν μια τεράστια οθόνη σχεδιασμένη να προστατεύει τη Γη από μια υπερισχυρή ηλιακή καταιγίδα.

Τα υπόλοιπα δύο σημεία μεγάλο 4 και μεγάλο 5 - βρίσκονται στην τροχιά της Γης, το ένα είναι μπροστά από τη Γη, το άλλο είναι πίσω. Αυτά τα δύο σημεία διαφέρουν πολύ σημαντικά από τα υπόλοιπα, αφού η ισορροπία των ουράνιων σωμάτων που βρίσκονται σε αυτά θα είναι σταθερή. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η υπόθεση είναι τόσο δημοφιλής μεταξύ των αστρονόμων που στην περιοχή των σημείων μεγάλο 4 και μεγάλο 5 μπορεί να περιέχει τα υπολείμματα ενός νέφους αερίου και σκόνης από την εποχή του σχηματισμού των πλανητών του ηλιακού συστήματος, που έληξε πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Αφού οι αυτόματοι διαπλανητικοί σταθμοί άρχισαν να εξερευνούν το ηλιακό σύστημα, το ενδιαφέρον για τα σημεία Lagrange αυξήθηκε δραματικά. Έτσι, στην περιοχή του σημείου μεγάλο 1 κάνει έρευνα ηλιακός άνεμοςδιαστημόπλοιο NASA: SOHO (Ηλιακό και Ηλιοσφαιρικό Παρατηρητήριο)και Ανεμος(μετάφραση από τα αγγλικά - άνεμος).

Άλλη συσκευή NASA- καθετήρας WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)- βρίσκεται στην περιοχή του σημείου μεγάλο 2 και διερευνά την ακτινοβολία λειψάνων. Προς μεγάλο 2 κινούνται διαστημικά τηλεσκόπια"Planck" και "Herschel"? στο εγγύς μέλλον θα τους ενώσει το τηλεσκόπιο Webb, το οποίο πρόκειται να αντικαταστήσει το διάσημο μακρόβιο διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Όσο για τις τελείες μεγάλο 4 και μεγάλο 5, στη συνέχεια στις 26–27 Σεπτεμβρίου 2009 οι δίδυμοι ανιχνευτές ΣΤΕΡΕΟ-Ακαι ΣΤΕΡΕΟ-Βμετέδωσε στη Γη πολυάριθμες εικόνες ενεργών διεργασιών στην επιφάνεια του Ήλιου. Αρχικά σχέδια έργων ΣΤΕΡΕΟέχουν πρόσφατα επεκταθεί σημαντικά και τώρα αναμένεται να χρησιμοποιηθούν ανιχνευτές για τη μελέτη της γειτνίασης των σημείων Lagrange για την παρουσία αστεροειδών εκεί. Ο κύριος στόχος μιας τέτοιας μελέτης είναι να δοκιμάσει μοντέλα υπολογιστών που προβλέπουν την παρουσία αστεροειδών σε «σταθερά» σημεία Lagrange.

Από αυτή την άποψη, πρέπει να ειπωθεί ότι στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα, όταν κατέστη δυνατή η αριθμητική επίλυση μιγαδικών εξισώσεων της ουράνιας μηχανικής σε έναν υπολογιστή, η εικόνα ενός σταθερού και προβλέψιμου ηλιακού συστήματος (και μαζί της η φιλοσοφία του ντετερμινισμός) έγινε τελικά παρελθόν. Η μοντελοποίηση υπολογιστή έχει δείξει ότι οι αναπόφευκτες ανακρίβειες στις αριθμητικές τιμές των ταχυτήτων και των συντεταγμένων των πλανητών σε μια δεδομένη χρονική στιγμή οδηγούν σε πολύ σημαντικές διαφορές στα μοντέλα της εξέλιξης του ηλιακού συστήματος. Έτσι, σύμφωνα με ένα από τα σενάρια, το ηλιακό σύστημα σε εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μπορεί να χάσει ακόμη και έναν από τους πλανήτες του.

Ταυτόχρονα, τα μοντέλα υπολογιστών παρέχουν μια μοναδική ευκαιρία για την ανασύσταση των γεγονότων που έλαβαν χώρα στη μακρινή εποχή της νεότητας του ηλιακού συστήματος. Έτσι, το μοντέλο του μαθηματικού E. Belbruno και του αστροφυσικού R. Gott (Πανεπιστήμιο Princeton), σύμφωνα με το οποίο σε ένα από τα σημεία Lagrange ( μεγάλο 4 ή μεγάλο 5) στο μακρινό παρελθόν, σχηματίστηκε ο πλανήτης Thea ( Teia). Η βαρυτική επίδραση από τους άλλους πλανήτες ανάγκασε τη Thea να εγκαταλείψει το σημείο Lagrange κάποια στιγμή, να εισέλθει στην τροχιά κίνησης προς τη Γη και τελικά να συγκρουστεί μαζί της. Το μοντέλο των Gott και Belbruno προσθέτει λεπτομέρειες σε μια υπόθεση που μοιράζονται πολλοί αστρονόμοι. Σύμφωνα με αυτό, η Σελήνη αποτελείται από ύλη που σχηματίστηκε πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη σύγκρουση ενός διαστημικού αντικειμένου μεγέθους του Άρη με τη Γη. Αυτή η υπόθεση, ωστόσο, έχει ένα αδύνατο σημείο: το ερώτημα του πού ακριβώς θα μπορούσε να σχηματιστεί ένα τέτοιο αντικείμενο. Εάν ο τόπος γέννησής του ήταν μέρη του ηλιακού συστήματος απομακρυσμένα από τη Γη, τότε η ενέργειά του θα ήταν πολύ μεγάλη και το αποτέλεσμα της σύγκρουσης με τη Γη δεν θα ήταν η δημιουργία της Σελήνης, αλλά η καταστροφή της Γης. Και κατά συνέπεια, ένα τέτοιο αντικείμενο θα έπρεπε να έχει σχηματιστεί όχι μακριά από τη Γη και η γειτνίαση με ένα από τα σημεία Lagrange είναι αρκετά κατάλληλη για αυτό.

Επειδή όμως τα γεγονότα θα μπορούσαν να έχουν εξελιχθεί με αυτόν τον τρόπο στο παρελθόν, τι τα απαγορεύει να επαναληφθούν στο μέλλον; Δεν θα φυτρώσει άλλο Θέα, με άλλα λόγια, κοντά στα σημεία Lagrange; Prof. Ο P. Weigert (Πανεπιστήμιο του Δυτικού Οντάριο, Καναδάς) πιστεύει ότι αυτό είναι αδύνατο, επειδή προς το παρόν δεν υπάρχουν αρκετά σωματίδια σκόνης στο ηλιακό σύστημα για να σχηματιστούν τέτοια αντικείμενα και πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν οι πλανήτες σχηματίστηκαν από σωματίδια αερίου και σύννεφα σκόνης, η κατάσταση ήταν ριζικά διαφορετική. Σύμφωνα με τον R. Gott, κοντά στα σημεία Lagrange, ενδέχεται να βρεθούν αστεροειδείς, τα υπολείμματα της «δομικής ουσίας» του πλανήτη Thea. Τέτοιοι αστεροειδείς μπορούν να γίνουν σημαντικός παράγοντας κινδύνου για τη Γη. Πράγματι, η βαρυτική επιρροή από άλλους πλανήτες (κυρίως την Αφροδίτη) μπορεί να είναι αρκετή για να φύγει ο αστεροειδής από την περιοχή του σημείου Lagrange και σε αυτή την περίπτωση μπορεί κάλλιστα να εισέλθει στην τροχιά μιας σύγκρουσης με τη Γη. Η υπόθεση Gott έχει μια προϊστορία: το 1906, ο M. Wolf (Γερμανία, 1863–1932) ανακάλυψε αστεροειδείς στα σημεία Lagrange του συστήματος Ήλιου-Δία, τους πρώτους έξω από τη ζώνη των αστεροειδών μεταξύ του Άρη και του Δία. Στη συνέχεια, περισσότερα από χίλια από αυτά ανακαλύφθηκαν κοντά στα σημεία Lagrange του συστήματος Ήλιου-Δία. Δεν ήταν τόσο επιτυχημένες οι προσπάθειες εύρεσης αστεροειδών κοντά σε άλλους πλανήτες του ηλιακού συστήματος. Προφανώς, δεν υπάρχουν ακόμα κοντά στον Κρόνο και μόλις την τελευταία δεκαετία ανακαλύφθηκαν κοντά στον Ποσειδώνα. Για το λόγο αυτό, φυσικά, το ζήτημα της παρουσίας ή της απουσίας αστεροειδών στα σημεία Lagrange του συστήματος Γης-Ήλιου απασχολεί εξαιρετικά τους σύγχρονους αστρονόμους.

Ο P. Weigert, χρησιμοποιώντας ένα τηλεσκόπιο στο Mauna Kea (Χαβάη, ΗΠΑ), είχε ήδη δοκιμάσει στις αρχές της δεκαετίας του '90. 20ος αιώνας βρείτε αυτούς τους αστεροειδείς. Οι παρατηρήσεις του ήταν σχολαστικές, αλλά δεν έφεραν επιτυχία. Σχετικά πρόσφατα, κυκλοφόρησαν προγράμματα αυτόματης αναζήτησης για αστεροειδείς, ειδικότερα, το Lincoln Project to Search for Asteroids Close to the Earth (Έργο έρευνας αστεροειδών Lincoln Near Earth). Ωστόσο, δεν έχουν δώσει ακόμη αποτελέσματα.

Υποτίθεται ότι ανιχνευτές ΣΤΕΡΕΟθα φέρει τέτοιες αναζητήσεις σε ένα ριζικά διαφορετικό επίπεδο ακρίβειας. Η διέλευση των ανιχνευτών γύρω από τα σημεία Lagrange σχεδιάστηκε στην αρχή του έργου και μετά την ένταξη του προγράμματος αναζήτησης αστεροειδών στο έργο, συζητήθηκε ακόμη και η δυνατότητα οριστικής εγκατάλειψης τους κοντά σε αυτά τα σημεία.

Οι υπολογισμοί, ωστόσο, έδειξαν ότι η διακοπή των ανιχνευτών θα απαιτούσε πάρα πολύ καύσιμο. Δεδομένης αυτής της συγκυρίας, οι επικεφαλής του έργου ΣΤΕΡΕΟσυμβιβάστηκε με την επιλογή μιας αργής διέλευσης από αυτές τις περιοχές του χώρου. Αυτό θα πάρει μήνες. Στους ανιχνευτές τοποθετούνται καταγραφείς ηλιοσφαιρών και με τη βοήθειά τους θα αναζητήσουν αστεροειδείς. Ακόμη και σε αυτή την περίπτωση, το έργο παραμένει αρκετά δύσκολο, αφού σε μελλοντικές εικόνες οι αστεροειδείς θα είναι απλώς κουκκίδες που κινούνται με φόντο χιλιάδων αστεριών. Υπεύθυνοι έργου ΣΤΕΡΕΟβασίζονται στην ενεργό βοήθεια στην αναζήτησή τους από ερασιτέχνες αστρονόμους που θα δουν τις προκύπτουσες εικόνες στο Διαδίκτυο.

Οι ειδικοί ανησυχούν πολύ για την ασφάλεια της κίνησης των ανιχνευτών κοντά στα σημεία Lagrange. Πράγματι, μια σύγκρουση με «σωματίδια σκόνης» (τα οποία μπορεί να είναι αρκετά σημαντικά σε μέγεθος) μπορεί να βλάψει τους ανιχνευτές. Στην πτήση τους, οι ανιχνευτές ΣΤΕΡΕΟέχουν επανειλημμένα συναντήσει σωματίδια σκόνης - από μία έως πολλές χιλιάδες την ημέρα.

Η κύρια ίντριγκα των επερχόμενων παρατηρήσεων είναι η πλήρης αβεβαιότητα για το ερώτημα πόσους αστεροειδείς πρέπει να «δουν» οι ανιχνευτές ΣΤΕΡΕΟ(αν το δουν καθόλου). Τα νέα μοντέλα υπολογιστών δεν έχουν κάνει την κατάσταση πιο προβλέψιμη: υποδηλώνουν ότι η βαρυτική επίδραση της Αφροδίτης μπορεί όχι μόνο να «τραβήξει» αστεροειδείς από τα σημεία Lagrange, αλλά και να συμβάλει στην κίνηση των αστεροειδών σε αυτά τα σημεία. Ο συνολικός αριθμός των αστεροειδών κοντά στα σημεία Lagrange δεν είναι πολύ μεγάλος ("δεν μιλάμε για εκατοντάδες") και τα γραμμικά μεγέθη τους είναι δύο τάξεις μεγέθους μικρότερα από τα μεγέθη των αστεροειδών από τη ζώνη μεταξύ Άρη και Δία. Θα γίνουν πραγματικότητα οι προβλέψεις του; Λίγο ακόμα να περιμένω...

Με βάση τα υλικά του άρθρου (μεταφρασμένο από τα αγγλικά)
Σ. Κλαρκ. Ζώντας σε έλλειψη βαρύτητας // New Scientist. 21 Φεβρουαρίου 2009

Στο σύστημα περιστροφής δύο διαστημικών σωμάτων ορισμένης μάζας, υπάρχουν σημεία στο χώρο, τοποθετώντας οποιοδήποτε αντικείμενο μικρής μάζας στο οποίο μπορείτε να το στερεώσετε σε ακίνητη θέση σε σχέση με αυτά τα δύο σώματα περιστροφής. Αυτά τα σημεία ονομάζονται σημεία Lagrange. Το άρθρο θα συζητήσει πώς χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο.

Τι είναι τα σημεία Lagrange;

Για να κατανοήσει κανείς αυτό το ζήτημα, θα πρέπει να στραφεί στην επίλυση του προβλήματος των τριών περιστρεφόμενων σωμάτων, δύο από τα οποία έχουν τέτοια μάζα που η μάζα του τρίτου σώματος είναι αμελητέα σε σύγκριση με αυτά. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατό να βρεθούν θέσεις στο διάστημα στις οποίες τα βαρυτικά πεδία και των δύο μαζικών σωμάτων θα αντισταθμίσουν την κεντρομόλο δύναμη ολόκληρου του περιστρεφόμενου συστήματος. Αυτές οι θέσεις θα είναι τα σημεία Lagrange. Τοποθετώντας ένα σώμα μικρής μάζας σε αυτά, μπορεί κανείς να παρατηρήσει πώς οι αποστάσεις του από καθένα από τα δύο ογκώδη σώματα δεν αλλάζουν για αυθαίρετα μεγάλο χρονικό διάστημα. Εδώ μπορούμε να κάνουμε μια αναλογία με τη γεωστατική τροχιά, στην οποία ο δορυφόρος βρίσκεται πάντα πάνω από ένα σημείο στην επιφάνεια της γης.

Θα πρέπει να διευκρινιστεί ότι το σώμα που βρίσκεται στο σημείο Lagrange (ονομάζεται επίσης ελεύθερο σημείο ή σημείο L), σε σχέση με τον εξωτερικό παρατηρητή, κινείται γύρω από καθένα από τα δύο σώματα με μεγάλη μάζα, αλλά αυτή η κίνηση, μαζί με την κίνηση των δύο υπολειπόμενων σωμάτων του συστήματος, έχει τέτοιο χαρακτήρα που ως προς το καθένα από αυτά το τρίτο σώμα βρίσκεται σε ηρεμία.

Πόσα από αυτά τα σημεία και πού βρίσκονται;

Για ένα σύστημα περιστροφής δύο σωμάτων με απολύτως οποιαδήποτε μάζα, υπάρχουν μόνο πέντε σημεία L, τα οποία συνήθως συμβολίζονται L1, L2, L3, L4 και L5. Όλα αυτά τα σημεία βρίσκονται στο επίπεδο περιστροφής των θεωρούμενων σωμάτων. Τα τρία πρώτα σημεία βρίσκονται στη γραμμή που συνδέει τα κέντρα μάζας των δύο σωμάτων με τέτοιο τρόπο ώστε το L1 να βρίσκεται μεταξύ των σωμάτων και το L2 και το L3 πίσω από καθένα από τα σώματα. Τα σημεία L4 και L5 βρίσκονται με τέτοιο τρόπο που αν συνδέσουμε το καθένα με τα κέντρα μάζας δύο σωμάτων του συστήματος, θα πάρουμε δύο ίδια τρίγωνα στο χώρο. Το παρακάτω σχήμα δείχνει όλα τα σημεία Lagrange Γης-Ήλιου.

Τα μπλε και κόκκινα βέλη στο σχήμα δείχνουν την κατεύθυνση της δύναμης που προκύπτει όταν πλησιάζει το αντίστοιχο ελεύθερο σημείο. Από το σχήμα φαίνεται ότι τα εμβαδά των σημείων L4 και L5 είναι πολύ μεγαλύτερα από τα εμβαδά των σημείων L1, L2 και L3.

Αναφορά ιστορίας

Η ύπαρξη ελεύθερων σημείων σε ένα σύστημα τριών περιστρεφόμενων σωμάτων αποδείχθηκε για πρώτη φορά από έναν Ιταλο-Γάλλο μαθηματικό το 1772. Για να γίνει αυτό, ο επιστήμονας έπρεπε να εισαγάγει κάποιες υποθέσεις και να αναπτύξει τη δική του μηχανική, διαφορετική από τη μηχανική του Νεύτωνα.

Ο Lagrange υπολόγισε τα σημεία L, που ονομάστηκαν από αυτόν, για ιδανικές κυκλικές τροχιές περιστροφής. Στην πραγματικότητα, οι τροχιές είναι ελλειπτικές. Το τελευταίο γεγονός οδηγεί στο γεγονός ότι δεν υπάρχουν πλέον σημεία Lagrange, αλλά υπάρχουν περιοχές στις οποίες το τρίτο σώμα μικρής μάζας εκτελεί μια κυκλική κίνηση παρόμοια με την κίνηση καθενός από τα δύο μαζικά σώματα.

Ελεύθερο σημείο L1

Η ύπαρξη του σημείου Lagrange L1 είναι εύκολο να αποδειχθεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο συλλογισμό: ας πάρουμε ως παράδειγμα τον Ήλιο και τη Γη, σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Κέπλερ, όσο πιο κοντά είναι το σώμα στο αστέρι του, τόσο μικρότερη είναι η περίοδος περιστροφής του γύρω από αυτό. αστέρι (το τετράγωνο της περιόδου περιστροφής του σώματος είναι ευθέως ανάλογο με τον κύβο της μέσης απόστασης από τα σώματα στα αστέρια). Αυτό σημαίνει ότι κάθε σώμα που βρίσκεται μεταξύ της Γης και του Ήλιου θα περιστρέφεται γύρω από το αστέρι πιο γρήγορα από τον πλανήτη μας.

Ωστόσο, δεν λαμβάνει υπόψη την επίδραση της βαρύτητας του δεύτερου σώματος, δηλαδή της Γης. Αν λάβουμε αυτό το γεγονός υπόψη, τότε μπορούμε να υποθέσουμε ότι όσο πιο κοντά στη Γη είναι το τρίτο σώμα μικρής μάζας, τόσο ισχυρότερη θα είναι η αντίθεση στην ηλιακή βαρύτητα της Γης. Ως αποτέλεσμα, θα υπάρξει ένα τέτοιο σημείο όπου η βαρύτητα της Γης θα επιβραδύνει την ταχύτητα περιστροφής του τρίτου σώματος γύρω από τον Ήλιο με τέτοιο τρόπο ώστε οι περίοδοι περιστροφής του πλανήτη και του σώματος να γίνουν ίσες. Αυτό θα είναι το ελεύθερο σημείο L1. Η απόσταση από το σημείο Lagrange L1 από τη Γη είναι το 1/100 της ακτίνας της τροχιάς του πλανήτη γύρω από το αστέρι και είναι 1,5 εκατομμύριο km.

Πώς χρησιμοποιείται η περιοχή L1; Είναι ένα ιδανικό μέρος για να παρατηρήσετε την ηλιακή ακτινοβολία καθώς δεν υπάρχουν ποτέ ηλιακές εκλείψεις εδώ. Επί του παρόντος, αρκετοί δορυφόροι βρίσκονται στην περιοχή L1, οι οποίοι ασχολούνται με τη μελέτη του ηλιακού ανέμου. Ένας από αυτούς είναι ο ευρωπαϊκός τεχνητός δορυφόρος SOHO.

Όσο για αυτό το σημείο Lagrange Γης-Σελήνης, βρίσκεται περίπου 60.000 km από τη Σελήνη και χρησιμοποιείται ως σημείο «διέλευσης» κατά τη διάρκεια αποστολών διαστημόπλοιακαι δορυφόρους στο φεγγάρι και πίσω.

Ελεύθερο σημείο L2

Υποστηρίζοντας παρόμοια με την προηγούμενη περίπτωση, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι σε ένα σύστημα δύο σωμάτων περιστροφής έξω από την τροχιά ενός σώματος με μικρότερη μάζα, θα πρέπει να υπάρχει μια περιοχή όπου η πτώση της φυγόκεντρης δύναμης αντισταθμίζεται από τη βαρύτητα αυτού του σώματος, που οδηγεί σε ευθυγράμμιση των περιόδων περιστροφής ενός σώματος με μικρότερη μάζα και ενός τρίτου σώματος γύρω από το σώμα με μεγαλύτερο βάρος. Αυτή η περιοχή είναι ένα ελεύθερο σημείο L2.

Αν λάβουμε υπόψη το σύστημα Ήλιου-Γης, τότε μέχρι αυτό το σημείο Lagrange η απόσταση από τον πλανήτη θα είναι ακριβώς ίδια με μέχρι το σημείο L1, δηλαδή 1,5 εκατομμύρια km, μόνο το L2 βρίσκεται πίσω από τη Γη και πιο μακριά από τον Ήλιο . Δεδομένου ότι δεν υπάρχει επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας στην περιοχή L2 λόγω της προστασίας της γης, χρησιμοποιείται για την παρατήρηση του Σύμπαντος, έχοντας εδώ διάφορους δορυφόρους και τηλεσκόπια.

Στο σύστημα Γης-Σελήνης, το σημείο L2 βρίσκεται πίσω από τον φυσικό δορυφόρο της Γης σε απόσταση 60.000 km από αυτόν. Το Lunar L2 περιέχει δορυφόρους που χρησιμοποιούνται για την παρατήρηση αντιθετη πλευραΦεγγάρι.

Δωρεάν πόντοι L3, L4 και L5

Το σημείο L3 στο σύστημα Ήλιου-Γης βρίσκεται πίσω από το αστέρι, επομένως δεν μπορεί να παρατηρηθεί από τη Γη. Το σημείο δεν χρησιμοποιείται με κανέναν τρόπο, γιατί είναι ασταθές λόγω της επίδρασης της βαρύτητας άλλων πλανητών, όπως η Αφροδίτη.

Τα σημεία L4 και L5 είναι οι πιο σταθερές περιοχές Lagrange, επομένως υπάρχουν αστεροειδείς ή κοσμική σκόνη κοντά σχεδόν σε κάθε πλανήτη. Για παράδειγμα, μόνο κοσμική σκόνη υπάρχει σε αυτά τα σημεία Lagrange της Σελήνης, ενώ οι Τρωικοί αστεροειδείς βρίσκονται στα L4 και L5 του Δία.

Άλλες χρήσεις για δωρεάν πόντους

Εκτός από την εγκατάσταση δορυφόρων και την παρατήρηση του διαστήματος, τα σημεία Lagrange της Γης και άλλων πλανητών μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για διαστημικά ταξίδια. Από τη θεωρία προκύπτει ότι οι κινήσεις διαφορετικών πλανητών μέσω των σημείων Lagrange είναι ενεργειακά ευνοϊκές και απαιτούν μικρή ποσότητα ενέργειας.

Ένα άλλο ενδιαφέρον παράδειγμα χρήσης του σημείου L1 της Γης ήταν το έργο φυσικής ενός Ουκρανού μαθητή. Πρότεινε να τοποθετηθεί ένα σύννεφο σκόνης αστεροειδών σε αυτή την περιοχή, το οποίο θα προστατεύει τη Γη από τον καταστροφικό ηλιακό άνεμο. Έτσι, το σημείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επηρεάσει το κλίμα ολόκληρου του μπλε πλανήτη.

Ποια είναι αυτά τα «σημεία», γιατί είναι ελκυστικά σε διαστημικά έργα και υπάρχει πρακτική αξιοποίησής τους; Με αυτές τις ερωτήσεις, η συντακτική επιτροπή της πύλης Planet Queen απευθύνθηκε στον Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών Yuri Petrovich Ulybyshev.

Η συνέντευξη διεξάγεται από τον Oleg Nikolaevich Volkov, Αναπληρωτή Επικεφαλής του έργου Great Beginning.

Volkov O.N.: Ο αναπληρωτής επικεφαλής του επιστημονικού και τεχνικού κέντρου της εταιρείας πυραύλων και διαστήματος Energia, επικεφαλής του τμήματος διαστημικής βαλλιστικής, διδάκτωρ τεχνικών επιστημών Yuri Petrovich Ulybyshev επισκέπτεται τη διαδικτυακή πύλη Planet Korolev. Γιούρι Πέτροβιτς, καλό απόγευμα!

.: Καλό απόγευμα.

V .: Η ύπαρξη επανδρωμένων συμπλεγμάτων σε τροχιά κοντά στη Γη δεν είναι αξιοπερίεργο. Αυτό είναι κάτι συνηθισμένο, συνηθισμένο. ΣΤΟ πρόσφατους χρόνουςη διεθνής διαστημική κοινότητα δείχνει ενδιαφέρον για άλλα διαστημικά έργα που υποτίθεται ότι φιλοξενούν διαστημικά συγκροτήματα, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που επανδρώνονται στα λεγόμενα σημεία Lagrange. Μεταξύ αυτών είναι το έργο των επισκεπτόμενων διαστημικών σταθμών, το έργο των σταθμών που τοποθετούνται για την αναζήτηση επικίνδυνων αστεροειδών και την παρακολούθηση της Σελήνης.

Τι είναι τα σημεία Lagrange; Ποια είναι η ουσία τους από την άποψη της ουράνιας μηχανικής; Ποια είναι η ιστορία της θεωρητικής έρευνας Αυτό το θέμα? Ποια είναι τα κύρια ευρήματα της έρευνας;

U.: Το ηλιακό μας σύστημα έχει ένας μεγάλος αριθμός απόφυσικές επιδράσεις που σχετίζονται με την κίνηση της Γης, της Σελήνης, των πλανητών. Αυτά περιλαμβάνουν τα λεγόμενα σημεία Lagrange. ΣΤΟ επιστημονική βιβλιογραφίαΣυχνότερα ονομάζονται ακόμη και σημεία βιβλιοθήκης. Για να εξηγήσουμε τη φυσική ουσία αυτού του φαινομένου, εξετάζουμε πρώτα απλό σύστημα. Υπάρχει η Γη και η Σελήνη πετά γύρω της σε κυκλική τροχιά. Δεν υπάρχει τίποτα άλλο στη φύση. Αυτό είναι το λεγόμενο περιορισμένο πρόβλημα τριών σωμάτων. Και σε αυτό το πρόβλημα θα εξετάσουμε το διαστημόπλοιο και την πιθανή κίνησή του.

Το πρώτο πράγμα που έρχεται στο μυαλό είναι να εξετάσουμε: τι θα συμβεί εάν το διαστημόπλοιο βρίσκεται στη γραμμή που συνδέει τη Γη με τη Σελήνη. Εάν κινηθούμε κατά μήκος αυτής της γραμμής, τότε έχουμε δύο βαρυτικές επιταχύνσεις: την έλξη της Γης, την έλξη της Σελήνης και συν υπάρχει μια κεντρομόλος επιτάχυνση λόγω του γεγονότος ότι αυτή η γραμμή περιστρέφεται συνεχώς. Προφανώς, κάποια στιγμή και οι τρεις αυτές επιταχύνσεις, λόγω του ότι βρίσκονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις και βρίσκονται στην ίδια ευθεία, μπορούν να μηδενιστούν, δηλ. αυτό θα είναι το σημείο ισορροπίας. Ένα τέτοιο σημείο ονομάζεται σημείο Lagrange, ή σημείο βιβλιοθήκης. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν πέντε τέτοια σημεία: τρία από αυτά βρίσκονται σε μια περιστρεφόμενη γραμμή που συνδέει τη Γη με τη Σελήνη, ονομάζονται συγγραμμικά σημεία συλλογής. Το πρώτο, το οποίο αναλύσαμε, σημειώνεταιμεγάλο 1, το δεύτερο είναι πίσω από το φεγγάρι- μεγάλο 2, και το τρίτο συγγραμμικό σημείο- μεγάλο Το 3 βρίσκεται στην μακρινή πλευρά της Γης σε σχέση με τη Σελήνη. Εκείνοι. σε αυτή τη γραμμή, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτοί είναι οι πρώτοι τρεις βαθμοί.

Υπάρχουν δύο ακόμη σημεία που βρίσκονται και στις δύο πλευρές εκτός αυτής της γραμμής. Ονομάζονται τριγωνικά σημεία βιβλιοθήκης. Όλα αυτά τα σημεία φαίνονται σε αυτό το σχήμα (Εικ.1). Εδώ είναι μια τόσο εξιδανικευμένη εικόνα.

Εικ.1.

Τώρα, αν τοποθετήσουμε ένα διαστημόπλοιο σε οποιοδήποτε από αυτά τα σημεία, τότε στο πλαίσιο ενός τόσο απλού συστήματος, θα παραμένει πάντα εκεί. Εάν αποκλίνουμε ελαφρώς από αυτά τα σημεία, τότε μπορεί να υπάρχουν περιοδικές τροχιές κοντά τους, ονομάζονται επίσης τροχιές φωτοστέφανου (βλ. Εικ. 2) και το διαστημόπλοιο θα μπορεί να κινείται γύρω από αυτό το σημείο σε τέτοιες περίεργες τροχιές. Μιλώντας για σημεία βιβλιοθήκης L 1, L 2 συστήματα Γης-Σελήνης, τότε η περίοδος κίνησης κατά μήκος αυτών των τροχιών θα είναι περίπου 12 - 14 ημέρες και μπορούν να επιλεγούν με εντελώς διαφορετικούς τρόπους.

Εικ.2.

Αν μάλιστα επιστρέψουμε στο πραγματική ζωήκαι εξετάστε αυτό το πρόβλημα ήδη στην ακριβή διατύπωση, τότε όλα θα αποδειχθούν πολύ πιο περίπλοκα. Εκείνοι. ένα διαστημόπλοιο δεν μπορεί να παραμείνει για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, περισσότερο από, ας πούμε, μια περίοδο, σε κίνηση κατά μήκος μιας τέτοιας τροχιάς, δεν μπορεί να παραμείνει σε αυτό, λόγω του γεγονότος ότι:

Πρώτον, η τροχιά της Σελήνης γύρω από τη Γη δεν είναι κυκλική - έχει μια μικρή ελλειπτικότητα.

Επιπλέον, η έλξη του Ήλιου, η πίεση του ηλιακού φωτός, θα δράσει στο διαστημόπλοιο.

Ως αποτέλεσμα, το διαστημόπλοιο δεν θα μπορεί να παραμείνει σε μια τέτοια τροχιά. Επομένως, από την άποψη της πραγματοποίησης μιας διαστημικής πτήσης σε τέτοιες τροχιές, είναι απαραίτητο να τεθεί το διαστημόπλοιο στην κατάλληλη τροχιά φωτοστέφανου και στη συνέχεια να πραγματοποιούνται περιοδικά ελιγμοί για τη διατήρησή του.

Σύμφωνα με τα πρότυπα των διαπλανητικών πτήσεων, το κόστος των καυσίμων για τη διατήρηση τέτοιων τροχιών είναι αρκετά μικρό, όχι περισσότερο από 50 - 80 m/sec ετησίως. Για σύγκριση, μπορώ να πω ότι η διατήρηση της τροχιάς ενός γεωστατικού δορυφόρου ανά έτος είναι επίσης 50 m / s. Εκεί κρατάμε τον γεωστατικό δορυφόρο κοντά σε ένα σταθερό σημείο - αυτή η εργασία είναι πολύ πιο εύκολη. Εδώ πρέπει να κρατήσουμε το διαστημόπλοιο κοντά σε μια τέτοια τροχιά φωτοστέφανου. Κατ' αρχήν, πρακτικά αυτό το καθήκον είναι υλοποιήσιμο. Επιπλέον, μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας προωθητές και κάθε ελιγμός είναι ένα κλάσμα ενός μέτρου ή μια μονάδα m/sec. Αυτό υποδηλώνει τη δυνατότητα χρήσης τροχιών κοντά σε αυτά τα σημεία για διαστημικές πτήσεις, συμπεριλαμβανομένων των επανδρωμένων.

Τώρα, από την άποψη, γιατί είναι ωφέλιμα και γιατί είναι ενδιαφέροντα, δηλαδή, για πρακτική αστροναυτική?

Αν θυμάστε όλοι, το αμερικανικό έργο "ΑΠΟΛΛΩΝ ”, το οποίο χρησιμοποίησε μια σεληνιακή τροχιά, από την οποία κατέβηκε η συσκευή, προσγειώθηκε στην επιφάνεια της Σελήνης, μετά από λίγο επέστρεψε στη σεληνιακή τροχιά και στη συνέχεια πέταξε στη Γη. Οι κυκλικές τροχιές παρουσιάζουν κάποιο ενδιαφέρον, αλλά δεν είναι πάντα βολικές για επανδρωμένη αστροναυτική. Μπορεί να έχουμε διάφορες καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, επιπλέον, είναι φυσικό να θέλουμε να μελετήσουμε τη Σελήνη όχι μόνο κοντά σε μια συγκεκριμένη περιοχή, αλλά γενικά να μελετήσουμε ολόκληρη τη Σελήνη. Ως αποτέλεσμα, αποδεικνύεται ότι η χρήση κυκλικών τροχιών συνδέεται με μια σειρά περιορισμών. Περιορισμοί επιβάλλονται στις ημερομηνίες εκτόξευσης, στις ημερομηνίες επιστροφής από την κυκλική τροχιά. Οι παράμετροι των κυκλικών τροχιών μπορεί να εξαρτώνται από τη διαθέσιμη ενέργεια. Για παράδειγμα, οι πολικές περιοχές μπορεί να είναι απρόσιτες. Αλλά το πιο σημαντικό, πιθανώς, επιχείρημα υπέρ των διαστημικών σταθμών κοντά στα σημεία συλλογής είναι ότι:

Πρώτον, μπορούμε να εκτοξευτούμε από τη Γη ανά πάσα στιγμή.

Εάν ο σταθμός βρίσκεται σε ένα σημείο συλλογής και οι αστροναύτες πρέπει να πετάξουν στη Σελήνη, μπορούν να πετάξουν από το σημείο συλλογής, ή μάλλον από μια τροχιά φωτοστέφανου, σε οποιοδήποτε σημείο στην επιφάνεια της Σελήνης.

Τώρα που έφτασε το πλήρωμα: από την άποψη της επανδρωμένης αστροναυτικής, είναι πολύ σημαντικό να διασφαλιστεί η δυνατότητα γρήγορης επιστροφής του πληρώματος σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, ασθένειας μελών του πληρώματος κ.λπ. Αν μιλάμε για σεληνιακή τροχιά, μπορεί να χρειαστεί να περιμένουμε, ας πούμε, μια ώρα έναρξης 2 εβδομάδων, αλλά εδώ μπορούμε να ξεκινήσουμε ανά πάσα στιγμή - από τη Σελήνη στον σταθμό μέχρι το σημείο συλλογής και μετά στη Γη, ή , κατ 'αρχήν, αμέσως στη Γη. Τέτοια πλεονεκτήματα είναι ξεκάθαρα ορατά.

Υπάρχουν επιλογές για χρήση: L1 ή L2. Υπάρχουν ορισμένες διαφορές. Όπως γνωρίζετε, η Σελήνη στρέφεται πάντα προς εμάς με την ίδια πλευρά, δηλ. η περίοδος της περιστροφής του είναι ίση με την περίοδο της κίνησής του γύρω από τη Γη. Ως αποτέλεσμα, η μακρινή πλευρά της Σελήνης δεν είναι ποτέ ορατή από τη Γη. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να επιλέξετε μια τροχιά φωτοστέφανου έτσι ώστε να είναι πάντα σε οπτική επαφή με τη Γη και να μπορεί να πραγματοποιεί επικοινωνίες, παρατηρήσεις και ορισμένα άλλα πειράματα που σχετίζονται με την μακρινή πλευρά της Σελήνης. Έτσι, οι διαστημικοί σταθμοί που βρίσκονται είτε στο σημείο L1 είτε στο σημείο L2 μπορεί να έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα για την επανδρωμένη αστροναυτική. Επιπλέον, είναι ενδιαφέρον ότι μεταξύ των τροχιών φωτοστέφανου των σημείων L1 ή L2 είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί η λεγόμενη πτήση χαμηλής ενέργειας, κυριολεκτικά, 10 m/sec, και θα πετάξουμε από τη μια τροχιά φωτοστέφανου στην άλλη.

V.: Yury Petrovich, έχω μια ερώτηση: το σημείο L1 βρίσκεται στη γραμμή μεταξύ της Σελήνης και της Γης και, όπως το καταλαβαίνω, από την άποψη της διασφάλισης της επικοινωνίας μεταξύ του διαστημικού σταθμού και της Γης, είναι πιο βολικό. Είπατε ότι το L2, το σημείο πίσω από τη Σελήνη, είναι επίσης ενδιαφέρον για την πρακτική αστροναυτική. Πώς όμως να διασφαλιστεί η επικοινωνία με τη Γη εάν ο σταθμός βρίσκεται στο σημείο L2;

Στο.: Οποιοσδήποτε σταθμός, που βρίσκεται σε τροχιά κοντά στο σημείο L1, έχει τη δυνατότητα συνεχούς επικοινωνίας με τη Γη, οποιαδήποτε τροχιά φωτοστέφανου. Για το σημείο L2 είναι κάπως πιο περίπλοκο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο διαστημικός σταθμός, όταν κινείται κατά μήκος μιας τροχιάς φωτοστέφανου, μπορεί να βρίσκεται σε σχέση με τη Γη, όπως ήταν, στη σκιά της Σελήνης, και τότε η επικοινωνία είναι αδύνατη. Αλλά είναι δυνατό να κατασκευαστεί μια τέτοια τροχιά φωτοστέφανου που θα μπορεί πάντα να επικοινωνεί με τη Γη. Αυτή είναι μια ειδικά επιλεγμένη τροχιά.

Ε: Είναι εύκολο να γίνει;

U.Α: Ναι, μπορεί να γίνει, και επειδή τίποτα δεν μπορεί να γίνει δωρεάν, θα χρειαστεί λίγο περισσότερη κατανάλωση καυσίμου. Ας πούμε αντί για 50 m/s θα υπάρχουν 100 m/s. Ίσως αυτό δεν είναι το πιο κρίσιμο ζήτημα.

Ε: Μια ακόμη διευκρινιστική ερώτηση. Είπατε ότι είναι ενεργειακά εύκολο να πετάξεις από το σημείο L1 στο σημείο L2 και πίσω. Καταλαβαίνω καλά ότι δεν έχει νόημα να δημιουργηθούν δύο σταθμοί στην περιοχή της Σελήνης, αλλά αρκεί να υπάρχει ένας σταθμός που κινείται εύκολα ενεργειακά σε άλλο σημείο;

U.: Ναι, παρεμπιπτόντως, οι συνεργάτες μας στον διεθνή διαστημικό σταθμό προσφέρουν μία από τις επιλογές για τη συζήτηση της ανάπτυξης του έργου ISS με τη μορφή διαστημικού σταθμού με δυνατότητα πτήσης από το σημείο L1 στο σημείο L2 και πίσω. Αυτό είναι αρκετά εφικτό και προβλέψιμο όσον αφορά τον χρόνο πτήσης (ας πούμε, 2 εβδομάδες) και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επανδρωμένη αστροναυτική.

Ήθελα επίσης να πω ότι στην πράξη πτήσεις σε τροχιές φωτοστέφανου υλοποιήθηκαν αυτή τη στιγμή από τους Αμερικανούς στο πλαίσιο του έργουΑΡΤΕΜΙΣ . Αυτό είναι πριν από περίπου 2-3 ​​χρόνια. Εκεί, δύο διαστημόπλοια πέταξαν κοντά στα σημεία L1 και L2 διατηρώντας τις αντίστοιχες τροχιές. Μία συσκευή πραγματοποίησε πτήση από το σημείο L2 στο σημείο L1. Όλη αυτή η τεχνολογία έχει εφαρμοστεί στην πράξη. Φυσικά, θα θέλαμε να το κάνουμε.

V .: Λοιπόν, έχουμε ακόμα τα πάντα μπροστά μας. Γιούρι Πέτροβιτς, επόμενη ερώτηση. Όπως καταλαβαίνω από το σκεπτικό σου, κάθε διαστημικό σύστημα που αποτελείται από δύο πλανήτες έχει σημεία Lagrange, ή σημεία βιβλιοθήκης. Υπάρχουν τέτοια σημεία για το σύστημα Ήλιου-Γης και ποια είναι η έλξη αυτών των σημείων;

U.Α: Ναι, φυσικά, απολύτως σωστό. Υπάρχουν επίσης σημεία συλλογής στο σύστημα Γης-Ήλιου. Υπάρχουν επίσης πέντε από αυτά. Σε αντίθεση με τα κυκλικά σημεία αποδέσμευσης, η πτήση σε αυτά τα σημεία μπορεί να είναι ελκυστική για εντελώς διαφορετικές εργασίες. Μιλώντας συγκεκριμένα, το μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα σημεία L1 και L2. Εκείνοι. το σημείο L1 προς την κατεύθυνση από τη Γη προς τον Ήλιο και το σημείο L2 προς την αντίθετη κατεύθυνση στη γραμμή που συνδέει τη Γη με τον Ήλιο.

Έτσι, η πρώτη πτήση στο σημείο L1 στο σύστημα Ήλιου-Γης πραγματοποιήθηκε το 1978. Έκτοτε, έχουν πραγματοποιηθεί αρκετές διαστημικές αποστολές. Το κύριο μοτίβο τέτοιων έργων συνδέθηκε με την παρατήρηση του Ήλιου: ο ηλιακός άνεμος, συμπεριλαμβανομένης της ηλιακής δραστηριότητας. Υπάρχουν συστήματα που χρησιμοποιούν μια προειδοποίηση για ορισμένες ενεργές διεργασίες στον Ήλιο που επηρεάζουν τη Γη: το κλίμα μας, την ευημερία των ανθρώπων κ.λπ. Αυτό αφορά το σημείο L1. Είναι πρωτίστως ενδιαφέρον για την ανθρωπότητα από τη δυνατότητα παρατήρησης του Ήλιου, τη δραστηριότητά του και τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον Ήλιο.

Τώρα το σημείο L2. Το σημείο L2 είναι επίσης ενδιαφέρον και, πρώτα απ 'όλα, για την αστροφυσική. Και αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ένα διαστημόπλοιο που βρίσκεται κοντά σε αυτό το σημείο μπορεί να χρησιμοποιήσει, για παράδειγμα, ένα ραδιοτηλεσκόπιο, το οποίο θα προστατεύεται από την ακτινοβολία του Ήλιου. Θα κατευθυνθεί μακριά από τη Γη και τον Ήλιο και μπορεί να επιτρέψει πιο καθαρά αστροφυσικές παρατηρήσεις. Δεν προκαλούν θόρυβο από τον Ήλιο, ούτε από οποιαδήποτε ανακλώμενη ακτινοβολία από τη Γη. Και είναι επίσης ενδιαφέρον, γιατί Εφόσον κινούμαστε γύρω από τον Ήλιο, σε 365 ημέρες κάνουμε μια πλήρη επανάσταση, τότε με ένα παρόμοιο ραδιοτηλεσκόπιο μπορείτε να εξετάσετε οποιαδήποτε κατεύθυνση του σύμπαντος. Υπάρχουν και τέτοια έργα. Αυτή τη στιγμή έχουμε Ινστιτούτο Φυσικής Ρωσική ΑκαδημίαΗ Sciences αναπτύσσει ένα τέτοιο έργο "Millimetron". Και σε αυτό το σημείο έχουν πραγματοποιηθεί αρκετές αποστολές και πετούν διαστημόπλοια.

Ε: Γιούρι Πέτροβιτς, από την άποψη της αναζήτησης επικίνδυνων αστεροειδών που μπορούν να απειλήσουν τη Γη, σε ποιο σημείο πρέπει να τοποθετηθούν τα διαστημόπλοια ώστε να παρακολουθούν επικίνδυνους αστεροειδείς;

U.: Στην πραγματικότητα, μου φαίνεται ότι δεν υπάρχει τόσο άμεση, προφανής απάντηση σε αυτή την ερώτηση. Γιατί; Επειδή οι κινούμενοι αστεροειδείς σε σχέση με το ηλιακό σύστημα, όπως λέγαμε, ομαδοποιούνται σε έναν αριθμό οικογενειών, έχουν εντελώς διαφορετικές τροχιές και, κατά τη γνώμη μου, είναι δυνατό να τοποθετηθεί μια συσκευή για έναν τύπο αστεροειδών σε ένα κυκλικό σημείο. Τι αφορά τα σημεία αποδέσμευσης του συστήματος Ήλιου-Γης, μπορείτε επίσης να το δείτε. Αλλά μου φαίνεται ότι είναι δύσκολο να δώσουμε μια τόσο προφανή, άμεση απάντηση: «το τάδε σημείο σε ένα τέτοιο σύστημα». Αλλά, κατ' αρχήν, τα σημεία απομάκρυνσης μπορεί να είναι ελκυστικά για την προστασία της Γης.

V .: Σωστά, καταλαβαίνω ότι το ηλιακό σύστημα έχει πολλά πιο ενδιαφέροντα μέρη, όχι μόνο τη Γη - τη Σελήνη, τη Γη - τον Ήλιο. Τι άλλα ενδιαφέροντα μέρη ηλιακό σύστημαμπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαστημικά έργα;

U.: Το γεγονός είναι ότι στο ηλιακό σύστημα με τη μορφή που υπάρχει, εκτός από την επίδραση που σχετίζεται με τα σημεία απομάκρυνσης, υπάρχει μια σειρά από τέτοια φαινόμενα που σχετίζονται με την αμοιβαία κίνηση των σωμάτων στο ηλιακό σύστημα: τόσο η Γη όσο και πλανήτες κλπ. δ. Εδώ στη Ρωσία, δυστυχώς, δεν γνωρίζω έργα σχετικά με αυτό το θέμα, αλλά, πρώτα απ 'όλα, οι Αμερικανοί και οι Ευρωπαίοι αποκάλυψαν ότι υπάρχουν οι λεγόμενες πτήσεις χαμηλής ενέργειας στο ηλιακό σύστημα (εξάλλου, αυτές οι μελέτες είναι αρκετά περίπλοκες και μαθηματικά ως προς την εργασία, και από την άποψη των υπολογιστών - απαιτούν μεγάλους υπολογιστικούς υπερυπολογιστές).

Εδώ, για παράδειγμα, επιστρέφουμε στο σημείο L1 του συστήματος Γης-Σελήνης. Ως προς αυτό το σημείο, είναι δυνατό να κατασκευαστούν (αυτό είναι ελκυστικό για αυτόματα οχήματα) πτήσεις σε όλο το ηλιακό σύστημα, δίνοντας μικρές, στα πρότυπα των διαπλανητικών πτήσεων, παλμών της τάξης των εκατοντάδων m/sec. Και τότε αυτό το διαστημόπλοιο θα αρχίσει να κινείται αργά. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατό να κατασκευαστεί μια τροχιά με τέτοιο τρόπο ώστε να παρακάμπτει έναν αριθμό πλανητών.

Σε αντίθεση με τις απευθείας διαπλανητικές πτήσεις, αυτή θα είναι μια μακρά διαδικασία. Επομένως, δεν είναι πολύ κατάλληλο για επανδρωμένη αστροναυτική. Και για αυτόματες συσκευές, μπορεί να είναι πολύ ελκυστικό.

Εδώ στην εικόνα (Εικ. 3) παρουσιάζεται μια απεικόνιση αυτών των πτήσεων. Οι τροχιές, όπως ήταν, είναι γαντζωμένες η μία πάνω στην άλλη. Μετάβαση από τροχιά φωτοστέφανου από L1 σε L2. Αυτός είναι σχετικά μεείναι αρκετά. Εκεί είναι το ίδιο. Φαίνεται να γλιστράμε κατά μήκος αυτής της σήραγγας και στη θέση εμπλοκής ή κοντά σε εμπλοκή με ένα άλλο τούνελ, κάνουμε έναν μικρό ελιγμό και πετάμε πάνω, πηγαίνουμε σε άλλο πλανήτη. Γενικά, μια πολύ ενδιαφέρουσα σκηνοθεσία. Λέγεται "αυτοκινητόδρομο (τουλάχιστον οι Αμερικανοί χρησιμοποιούν αυτόν τον όρο).

Εικ.3.
(άντληση από ξένες δημοσιεύσεις)

Η πρακτική εφαρμογή έγινε εν μέρει από τους Αμερικανούς στο πλαίσιο του έργουΓΕΝΕΣΗ . Τώρα εργάζονται και προς αυτή την κατεύθυνση. Μου φαίνεται ότι αυτός είναι ένας από τους πιο υποσχόμενους τέτοιους τομείς στην ανάπτυξη της αστροναυτικής. Επειδή παρόλα αυτά, με αυτούς τους κινητήρες, «προωστήρες» που έχουμε αυτή τη στιγμή, εννοώ κινητήρες υψηλής ώσης και κινητήρες ηλεκτρικής πρόωσης (που μέχρι στιγμής έχουν πολύ μικρή ώθηση και απαιτούν πολλή ενέργεια), θα προχωρήσουμε ανάπτυξη ηλιακού συστήματος ή περαιτέρω μελέτη έντονα δεν μπορεί. Αλλά τέτοιες μακροπρόθεσμες ή ακόμη και δεκαετείς πτητικές εργασίες μπορεί να είναι πολύ ενδιαφέρουσες για έρευνα. Ακριβώς όπως το Voyager. Πέταξε, φαίνεται, από το 1978 ή το 1982 ( από το 1977 - επιμ.), είναι πλέον εκτός ηλιακού συστήματος. Αυτή η κατεύθυνση είναι πολύ δύσκολη. Πρώτον, είναι δύσκολο μαθηματικά. Επιπλέον, εδώ η ανάλυση και οι υπολογισμοί της πτητικής μηχανικής απαιτούν υψηλούς υπολογιστικούς πόρους, δηλ. Είναι αμφίβολο να υπολογιστεί αυτό σε έναν προσωπικό υπολογιστή, πρέπει να χρησιμοποιήσετε υπερυπολογιστές.

V .: Yuri Petrovich, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το σύστημα μεταβάσεων χαμηλής ενέργειας για να οργανώσετε μια διαστημική ηλιακή περιπολία - μόνιμο σύστημαπαρακολούθηση του ηλιακού συστήματος με τους περιορισμούς καυσίμων που έχουμε;

U.: Ακόμη και μεταξύ της Γης και της Σελήνης, και επίσης, για παράδειγμα, μεταξύ της Γης και του Άρη, της Γης και της Αφροδίτης, υπάρχουν οι λεγόμενες οιονεί περιοδικές τροχιές. Όπως αναλύσαμε την τροχιά του φωτοστέφανου, που υπάρχει χωρίς διαταραχή σε ένα ιδανικό πρόβλημα, αλλά όταν επιβάλλουμε πραγματικές διαταραχές, αναγκαζόμαστε να διορθώσουμε την τροχιά με κάποιο τρόπο. Αυτές οι οιονεί περιοδικές τροχιές απαιτούν επίσης μικρές, σύμφωνα με τα πρότυπα των διαπλανητικών πτήσεων, όταν οι χαρακτηριστικές ταχύτητες είναι εκατοντάδες m/sec. Από τη σκοπιά μιας διαστημικής περιπολίας για παρατήρηση αστεροειδών, μπορεί να είναι ελκυστικοί. Το μόνο αρνητικό είναι ότι δεν είναι κατάλληλα για το τρέχον επανδρωμένο διαστημικό πρόγραμμα λόγω της μεγάλης διάρκειας των πτήσεων. Και από την άποψη της ενέργειας, ακόμη και με αυτούς τους κινητήρες που βρίσκονται τώρα στον αιώνα μας, μπορούν να γίνουν αρκετά ενδιαφέροντα έργα.

V.: Καταλαβαίνω καλά, υποθέτετε τα σημεία συλλογής του συστήματος Γης-Σελήνης για επανδρωμένα αντικείμενα και τα σημεία για τα οποία μιλήσατε νωρίτερα, για αυτόματα;

U.: Θα ήθελα επίσης να προσθέσω ένα σημείο, ένας διαστημικός σταθμός στο L1 ή στο L2 μπορεί να χρησιμεύσει για την εκτόξευση μικρών διαστημικών σκαφών (οι Αμερικανοί ονομάζουν αυτή την προσέγγιση "πύλη - «Γέφυρα στο Σύμπαν»). Η συσκευή μπορεί με κάποιο τρόπο να κινείται περιοδικά γύρω από τη Γη σε πολύ μεγάλες αποστάσεις χρησιμοποιώντας πτήσεις χαμηλής ενέργειας, ή να πετάει σε άλλους πλανήτες ή ακόμα και να πετάει γύρω από πολλούς πλανήτες.

V .: Αν ονειρευτείτε λίγο, τότε στο μέλλον η Σελήνη θα είναι πηγή διαστημικού καυσίμου και το σεληνιακό καύσιμο θα παρέχεται στο σημείο συλλογής του συστήματος Γης-Σελήνης, τότε μπορείτε να γεμίσετε διαστημόπλοιο με διαστημικό καύσιμο και να στείλετε διαστημικές περιπολίες σε όλο το ηλιακό σύστημα.

Γιούρι Πέτροβιτς, μιλήσατε για ενδιαφέροντα φαινόμενα. Ερευνήθηκαν από την αμερικανική πλευρά ( NASA), και στη χώρα μας ασχολούνται με αυτά τα έργα;

U.: Έργα που σχετίζονται με τα σημεία συλλογής του συστήματος Γης-Σελήνης, από όσο γνωρίζω, μάλλον δεν εμπλέκονται. Ασχολούνται με έργα που σχετίζονται με τα σημεία συλλογής του συστήματος Ήλιου-Γης. Έχουμε μεγάλη εμπειρία σε αυτόν τον τομέα με το Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Μαθηματικών της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών που φέρει το όνομα του Keldysh, το Ινστιτούτο Διαστημικής Έρευνας και ορισμένα πανεπιστήμια στη Ρωσία προσπαθούν να αντιμετωπίσουν παρόμοια προβλήματα. Όμως δεν υπάρχει τέτοια συστηματική προσέγγιση, μεγάλο πρόγραμμα, γιατί το πρόγραμμα πρέπει να ξεκινά με την εκπαίδευση του προσωπικού, και προσωπικό με πολύ υψηλά προσόντα, δεν υπάρχει. Στα παραδοσιακά μαθήματα για τη διαστημική βαλλιστική, την ουράνια μηχανική, η ίδια η μηχανική της κίνησης των διαστημικών σκαφών κοντά σε σημεία συλλογής, πτήσεις χαμηλής ενέργειας, ουσιαστικά απουσιάζει.

Θα πρέπει να σημειώσω, εκείνη τη στιγμή Σοβιετική Ένωσητέτοια προγράμματα επιδιώκονταν λίγο πολύ ενεργά και, όπως ήδη ανέφερα, υπήρχαν ειδικοί στο Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Μαθηματικών, ΙΚΙ, ΦΙΑΝ. Τώρα πολλοί από αυτούς είναι σε αυτή την ηλικία... Και ένας μεγάλος αριθμός νέων που θα αντιμετώπιζαν αυτά τα προβλήματα είναι πολύ αμυδρά ορατός.

Ανέφερα τους Αμερικανούς όχι με την έννοια να τους επαινέσω. Γεγονός είναι ότι στις Ηνωμένες Πολιτείες πολύ μεγάλες μονάδες αντιμετωπίζουν αυτά τα προβλήματα. Πρώτα απ 'όλα, στο εργαστήριο JPL NASA μια μεγάλη ομάδα εργάζεται, και πιθανότατα έχουν πραγματοποιήσει τα περισσότερα από τα αμερικανικά έργα διαπλανητικής αστροναυτικής. Σε πολλά αμερικανικά πανεπιστήμια, σε άλλα κέντρα, σε NASA , εργάζεται ένας μεγάλος αριθμός καλά εκπαιδευμένων ειδικών με καλό εξοπλισμό πληροφορικής. Εργάζονται πάνω σε αυτό το πρόβλημα, προς αυτή την κατεύθυνση, σε ένα πολύ ευρύ μέτωπο.

Δυστυχώς, είμαστε λίγο μπερδεμένοι. Εάν ένα τέτοιο πρόγραμμα εμφανιζόταν στη Ρωσία και θα είχε μεγάλο ενδιαφέρον συνολικά, τότε η ανάπτυξη αυτών των έργων θα μπορούσε να διαρκέσει πολύ, ξεκινώντας από την εκπαίδευση προσωπικού και τελειώνοντας με την έρευνα, τους υπολογισμούς και την ανάπτυξη κατάλληλων διαστημικών σκαφών.

Ε: Γιούρι Πέτροβιτς, ποια πανεπιστήμια εκπαιδεύουν ειδικούς στην ουράνια μηχανική στη χώρα μας;

U.: Από όσο ξέρω, στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας, στο Πανεπιστήμιο της Αγίας Πετρούπολης υπάρχει τμήμα ουράνιας μηχανικής. Υπάρχουν τέτοιοι ειδικοί. Πόσα, δυσκολεύομαι να απαντήσω.

V .: Γιατί για να ξεκινήσεις να εφαρμόζεις την πρακτική πλευρά του θέματος, πρέπει πρώτα να γίνεις ειδικός σε βάθος και για αυτό πρέπει να έχεις την κατάλληλη ειδικότητα.

U.Α: Και να έχετε πολύ καλό μαθηματικό υπόβαθρο.

V: Καλά. Μπορείτε τώρα να δώσετε μια λίστα με αναφορές που θα βοηθούσαν εκείνους τους ανθρώπους που δεν έχουν επί του παρόντος ειδική μαθηματική εκπαίδευση;

U.: Στα ρωσικά, απ' όσο ξέρω, υπάρχει μια μονογραφία του Markeev αφιερωμένη στα σημεία βιβλιοθήκης. Αν με απατά η μνήμη μου, λέγεται «Σημεία βιβλιοθήκης στην ουράνια μηχανική και κοσμοδυναμική». Κυκλοφόρησε γύρω στο 1978. Υπάρχει ένα βιβλίο αναφοράς που επιμελήθηκε ο Duboshin "Handbook of Celestial Mechanics and Astrodynamics". Πέρασε από 2 εκδόσεις. Από όσο θυμάμαι έχει και τέτοιες απορίες. Τα υπόλοιπα μπορείτε να τα μαζέψετε, πρώτον, στην ιστοσελίδα του Ινστιτούτου Εφαρμοσμένων Μαθηματικών υπάρχει ψηφιακή βιβλιοθήκηκαι τις προεκτυπώσεις τους (ξεχωριστά δημοσιευμένα άρθρα) προς αυτή την κατεύθυνση. Εκτυπώνουν ελεύθερα στο Διαδίκτυο. Χρησιμοποιώντας τη μηχανή αναζήτησης, μπορείτε να βρείτε σχετικές προεκτυπώσεις και να τις προβάλετε. Υπάρχει πολύ υλικό διαθέσιμο στο Διαδίκτυο στα αγγλικά.

Ε: Σας ευχαριστώ για μια ενδιαφέρουσα ιστορία. Ελπίζω ότι αυτό το θέμα θα είναι ενδιαφέρον για τους χρήστες μας του πόρου Διαδικτύου. Ευχαριστώ πολύ!

Έχουν πραγματοποιηθεί πειράματα για να τοποθετηθούν διαστημόπλοια στα σημεία Lagrange του συστήματος Γης-Σελήνης;

Παρά το γεγονός ότι η ανθρωπότητα γνώριζε για τα λεγόμενα σημεία συλλογής που υπάρχουν στο διάστημα και τις εκπληκτικές ιδιότητές τους εδώ και πολύ καιρό, άρχισαν να χρησιμοποιούνται για πρακτικούς σκοπούς μόλις το 22ο έτος. διαστημική ηλικία. Αλλά πρώτα, ας μιλήσουμε εν συντομία για τα ίδια τα θαυματουργά σημεία.

Ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά θεωρητικά από τον Lagrange (το όνομα του οποίου φέρουν τώρα), ως συνέπεια της επίλυσης του λεγόμενου προβλήματος των τριών σωμάτων. Ο επιστήμονας μπόρεσε να προσδιορίσει πού στο διάστημα μπορεί να υπάρχουν σημεία στα οποία εξαφανίζεται το αποτέλεσμα όλων των εξωτερικών δυνάμεων.

Τα σημεία χωρίζονται σε σταθερά και ασταθή. Το Stable συνήθως συμβολίζεται με L 4 και L 5 . Βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο με τα δύο κύρια ουράνια σώματα (στην περίπτωση αυτή τη Γη και τη Σελήνη), σχηματίζοντας μαζί τους δύο ισόπλευρα τρίγωνα, για τα οποία συχνά ονομάζονται και τριγωνικά. Το διαστημόπλοιο μπορεί να παραμείνει στα τριγωνικά σημεία για αυθαίρετα μεγάλο χρονικό διάστημα. Ακόμα κι αν παρεκκλίνει στο πλάι, οι δρώντες δυνάμεις θα το επαναφέρουν στη θέση ισορροπίας. Το διαστημόπλοιο φαίνεται να πέφτει σε μια βαρυτική χοάνη, όπως μια μπάλα του μπιλιάρδου σε μια τσέπη.

Ωστόσο, όπως είπαμε, υπάρχουν και ασταθή σημεία αποδέσμευσης. Σε αυτά, το διαστημόπλοιο, αντίθετα, βρίσκεται σαν σε βουνό, όντας σταθερό μόνο στην κορυφή του. Οποιαδήποτε εξωτερική επιρροή το παραμερίζει. Είναι εξαιρετικά δύσκολο να φτάσετε στο ασταθές σημείο Lagrange - αυτό απαιτεί εξαιρετικά ακριβή πλοήγηση. Επομένως, η συσκευή πρέπει να κινείται μόνο κοντά στο ίδιο το σημείο κατά μήκος της λεγόμενης «αλο-τροχίας», καταναλώνοντας από καιρό σε καιρό καύσιμο για να το διατηρήσει, ωστόσο, πολύ λίγο.

Υπάρχουν τρία ασταθή σημεία στο σύστημα Γης-Σελήνης. Συχνά ονομάζονται και ευθύγραμμες, αφού βρίσκονται στην ίδια γραμμή. Ένα από αυτά (L 1) βρίσκεται μεταξύ της Γης και της Σελήνης, 58 χιλιάδες χιλιόμετρα από την τελευταία. Το δεύτερο (L 2) - βρίσκεται έτσι ώστε να μην είναι ποτέ ορατό από τη Γη - κρύβεται πίσω από τη Σελήνη 65 χιλιάδες χιλιόμετρα από αυτό. Το τελευταίο σημείο (L 3), αντίθετα, δεν είναι ποτέ ορατό από τη Σελήνη, αφού μπλοκάρεται από τη Γη, από την οποία απέχει περίπου 380 χιλιάδες χιλιόμετρα.

Αν και είναι πιο κερδοφόρο να βρίσκεσαι σε σταθερά σημεία (δεν απαιτείται η κατανάλωση καυσίμου), τα διαστημικά σκάφη μέχρι στιγμής έχουν εξοικειωθεί μόνο με ασταθή, ή μάλλον, μόνο με ένα από αυτά, και ακόμη και τότε σχετίζονται με το σύστημα Ήλιου-Γης . Βρίσκεται μέσα σε αυτό το σύστημα, 1,5 εκατομμύριο km από τον πλανήτη μας και, όπως το σημείο μεταξύ της Γης και της Σελήνης, έχει την ονομασία L 1 . Όταν το βλέπουμε από τη Γη, προβάλλεται απευθείας στον Ήλιο και μπορεί να χρησιμεύσει ως ιδανικό σημείο για την παρακολούθησή του.

Αυτή η ευκαιρία χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από την αμερικανική συσκευή ISEE-3, που ξεκίνησε στις 12 Αυγούστου 1978. Από τον Νοέμβριο του 1978 έως τον Ιούνιο του 1982 βρισκόταν σε μια «τροχία φωτοστέφανου» γύρω από το σημείο Li, μελετώντας τα χαρακτηριστικά του ηλιακού ανέμου. Στο τέλος αυτής της περιόδου, ήταν αυτός, αλλά που είχε ήδη μετονομαστεί σε ICE, που έτυχε να γίνει ο πρώτος εξερευνητής κομήτη στην ιστορία. Για να γίνει αυτό, η συσκευή εγκατέλειψε το σημείο δέσμευσης και, έχοντας κάνει αρκετούς βαρυτικούς ελιγμούς κοντά στη Σελήνη, το 1985 πραγματοποίησε μια πτήση κοντά στον κομήτη Giacobini-Zinner. Το επόμενο έτος, εξερεύνησε επίσης τον κομήτη του Halley, ωστόσο, μόνο σε μακρινές προσεγγίσεις.

Ο επόμενος επισκέπτης στο σημείο L 1 του συστήματος Ήλιος-Γη ήταν το Ευρωπαϊκό ηλιακό παρατηρητήριο SOHO, που εκτοξεύτηκε στις 2 Δεκεμβρίου 1995 και, δυστυχώς, χάθηκε πρόσφατα λόγω σφάλματος ελέγχου. Κατά τη διάρκεια της εργασίας της, αποκτήθηκαν πολλές σημαντικές επιστημονικές πληροφορίες και έγιναν πολλές ενδιαφέρουσες ανακαλύψεις.

Τέλος, η τελευταία συσκευή που εκτοξεύτηκε μέχρι σήμερα στην περιοχή του L 1 ήταν η αμερικανική συσκευή ACE που σχεδιάστηκε για τη μελέτη των κοσμικών ακτίνων και του αστρικού ανέμου. Εκτοξεύτηκε από τη Γη στις 25 Αυγούστου πέρυσι και αυτή τη στιγμή διεξάγει με επιτυχία την έρευνά του.

Και τι ακολουθεί; Υπάρχουν νέα έργα που σχετίζονται με σημεία βιβλιοθήκης; Σίγουρα υπάρχουν. Έτσι, στις ΗΠΑ η πρόταση του Αντιπροέδρου A. Gore για μια νέα εκτόξευση προς την κατεύθυνση του σημείου L 1 του συστήματος Ήλιος-Γη του επιστημονικού και εκπαιδευτικού μηχανισμού "Triana", που έχει ήδη το παρατσούκλι "Chamber of Gore", έγινε αποδεκτή.

Σε αντίθεση με τους προκατόχους του, δεν θα ακολουθήσει τον Ήλιο, αλλά τη Γη. Ο πλανήτης μας είναι πάντα ορατός από αυτό το σημείο σε πλήρη φάση και επομένως πολύ βολικός για παρατηρήσεις. Αναμένεται ότι οι εικόνες που λαμβάνει η «Camera Gore» θα αποστέλλονται στο Διαδίκτυο σχεδόν σε πραγματικό χρόνο και η πρόσβαση σε αυτές θα είναι ανοιχτή σε όλους.

Υπάρχει επίσης ένα ρωσικό έργο «βιβλίωσης». Αυτή είναι η συσκευή "Relikt-2" που έχει σχεδιαστεί για τη συλλογή πληροφοριών σχετικά με την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου μικροκυμάτων. Αν βρεθεί χρηματοδότηση για αυτό το έργο, τότε το περιμένει το σημείο συλλογής L 2 στο σύστημα Γης-Σελήνης, δηλαδή αυτό που κρύβεται πίσω από τη Σελήνη.

> Σημεία Lagrange

Πώς μοιάζουν και πού να κοιτάξουμε Σημεία Lagrangeστο διάστημα: ιστορία της ανακάλυψης, το σύστημα Γης και Σελήνης, 5 σημεία L του συστήματος δύο μεγάλων σωμάτων, η επίδραση της βαρύτητας.

Ας είμαστε ειλικρινείς: έχουμε κολλήσει στη Γη. Θα πρέπει να ευχαριστήσουμε τη βαρύτητα για το γεγονός ότι δεν πεταχτήκαμε στο διάστημα και μπορούμε να περπατήσουμε στην επιφάνεια. Αλλά για να βγεις, πρέπει να κάνεις αίτηση μεγάλο ποσόενέργεια.

Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες περιοχές στο Σύμπαν όπου ένα έξυπνο σύστημα έχει εξισορροπήσει τη βαρυτική επιρροή. Με τη σωστή προσέγγιση, αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πιο παραγωγική και ταχύτερη ανάπτυξη του χώρου.

Αυτά τα μέρη λέγονται Σημεία Lagrange(σημεία L). Πήραν το όνομά τους από τον Joseph Louis Lagrange, ο οποίος τους περιέγραψε το 1772. Μάλιστα, πέτυχε να επεκτείνει τα μαθηματικά του Λέονχαρντ Όιλερ. Ο επιστήμονας ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε τρία τέτοια σημεία και ο Lagrange ανακοίνωσε τα επόμενα δύο.

Σημεία Lagrange: Για τι πράγμα μιλάμε;

Όταν έχετε δύο τεράστια αντικείμενα (όπως ο Ήλιος και η Γη), η βαρυτική τους επαφή ισορροπεί υπέροχα σε συγκεκριμένες 5 περιοχές. Σε καθένα από αυτά, μπορείτε να τοποθετήσετε έναν δορυφόρο που θα κρατηθεί στη θέση του με ελάχιστη προσπάθεια.

Το πιο αξιοσημείωτο είναι το πρώτο σημείο Lagrange L1, ισορροπημένο μεταξύ της βαρυτικής έλξης δύο αντικειμένων. Για παράδειγμα, μπορείτε να εγκαταστήσετε έναν δορυφόρο πάνω από την επιφάνεια του φεγγαριού. Η βαρύτητα της γης την σπρώχνει στο φεγγάρι, αλλά και η δύναμη του δορυφόρου αντιστέκεται. Έτσι η συσκευή δεν χρειάζεται να ξοδεύει πολλά καύσιμα. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι αυτό το σημείο υπάρχει μεταξύ όλων των αντικειμένων.

Το L2 είναι ευθυγραμμισμένο με το έδαφος, αλλά από την άλλη πλευρά. Γιατί η ενοποιημένη βαρύτητα δεν έλκει τον δορυφόρο προς τη Γη; Είναι όλα σχετικά με τροχιακές τροχιές. Ο δορυφόρος στο σημείο L2 θα βρίσκεται σε υψηλότερη τροχιά και θα υστερεί πίσω από τη Γη, καθώς κινείται γύρω από το αστέρι πιο αργά. Όμως η βαρύτητα της γης το σπρώχνει και το βοηθά να παραμείνει στη θέση του.

Το L3 πρέπει να αναζητηθεί στην αντίθετη πλευρά του συστήματος. Η βαρύτητα μεταξύ των αντικειμένων σταθεροποιείται και το σκάφος κάνει ελιγμούς με ευκολία. Ένας τέτοιος δορυφόρος θα καλύπτονταν πάντα από τον Ήλιο. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα τρία σημεία που περιγράφονται δεν θεωρούνται σταθερά, γιατί οποιοσδήποτε δορυφόρος θα αποκλίνει αργά ή γρήγορα. Έτσι, χωρίς κινητήρες που λειτουργούν, δεν υπάρχει τίποτα να κάνουμε εκεί.

Υπάρχουν επίσης L4 και L5 που βρίσκονται μπροστά και πίσω από το κάτω αντικείμενο. Μεταξύ των μαζών δημιουργείται ένα ισόπλευρο τρίγωνο, η μία πλευρά του οποίου θα είναι L4. Αν το γυρίσεις ανάποδα, παίρνεις L5.

Τα δύο τελευταία σημεία θεωρούνται σταθερά. Αυτό επιβεβαιώνεται από τους αστεροειδείς που βρέθηκαν σε μεγάλους πλανήτες, όπως ο Δίας. Πρόκειται για Τρώες που έχουν παγιδευτεί σε μια βαρυτική παγίδα μεταξύ της βαρύτητας του Ήλιου και του Δία.

Πώς να χρησιμοποιήσετε τέτοια μέρη; Είναι σημαντικό να καταλάβουμε ότι υπάρχουν πολλές ποικιλίες εξερεύνησης του διαστήματος. Για παράδειγμα, οι δορυφόροι βρίσκονται ήδη στα σημεία Γης-Ήλιου και Γης-Σελήνης.

Το Sun-Earth L1 είναι ένα εξαιρετικό μέρος για να ζήσετε για ένα ηλιακό τηλεσκόπιο. Η συσκευή πλησίασε το αστέρι όσο το δυνατόν πιο κοντά, αλλά δεν χάνει την επαφή με τον πλανήτη του.

Το μελλοντικό τηλεσκόπιο James Webb (1,5 εκατομμύρια χλμ. από εμάς) σχεδιάζεται να βρίσκεται στο σημείο L2.

Το Earth-Moon L1 είναι ένα εξαιρετικό σημείο για έναν σεληνιακό σταθμό ανεφοδιασμού, που σας επιτρέπει να εξοικονομήσετε χρήματα στην παράδοση καυσίμου.

Η πιο φανταστική ιδέα θα ήταν να θέλετε να βάλετε τον διαστημικό σταθμό Ostrov III στα L4 και L5, γιατί εκεί θα ήταν απολύτως σταθερός.

Ας ευχαριστήσουμε ακόμα τη βαρύτητα και την περίεργη αλληλεπίδρασή της με άλλα αντικείμενα. Μετά από όλα, αυτό σας επιτρέπει να επεκτείνετε τους τρόπους κυριαρχίας του χώρου.