Космический телескоп James Webb успешно стартовал в космос на прошедших выходных после многочисленных переносов. Сейчас самый дорогой научный прибор стоимостью 10 млрд долларов летит мимо Луны по направлению к точке Лагранжа L2. Этот термин наши читатели наверняка часто встречали в новостях о JWST (WEBB). Однако для рядового обывателя это название звучит загадочно. Давайте разберемся, что же такое точки Лагранжа?
Точки Лагранжа — это положения в космосе, где гравитационные силы системы двух тел, например, Солнца и Земли, создают усиленные области притяжения и отталкивания. Благодаря этому помещенный в эти точки объект останется там навсегда. Они могут использоваться космическими кораблями для снижения расхода топлива, необходимого для сохранения позиции.
Пять точек Лагранжа
Точки Лагранжа названы в честь итальянско-французского математика Жозефи-Луи Лагранжа. В XVIII столетии существовала математическая проблема, известная как «Общая проблема трех тел». Он первым привел решение этой задачи, из которого следовало существование этих особых точек. Свое решение ученый опубликовал в статье Essai sur le Problème des Trois Corps в 1772 году. Знал бы он, насколько сильно его расчеты помогли космической индустрии спустя более чем 200 лет.
Жозефи-Луи Лагранж рассчитал, что в пространстве существует пять особых точек, где небольшой объект с малой массой может вращаться по постоянной схеме вместе с двумя большими объектами. Точки Лагранжа — это положения, в которых гравитационное притяжение двух больших масс в точности равно центростремительной силе, необходимой небольшому объекту, чтобы двигаться вместе с ними.
Из пяти точек Лагранжа три являются нестабильными, а две — устойчивыми. Неустойчивые точки Лагранжа, обозначенные L1, L2 и L3, лежат вдоль линии, соединяющей две большие массы. Стабильные точки Лагранжа, обозначенные L4 и L5, образуют вершину двух равносторонних треугольников, вершины которых имеют большие массы. L4 возглавляет орбиту Земли, а L5 следует за ней. Точка L1 системы Земля-Солнце обеспечивает непрерывный обзор Солнца и в настоящее время занята спутником солнечной и гелиосферной обсерватории SOHO.
Точки L4 и L5 являются домом для стабильных орбит. Объекты, находящиеся на орбите в этих точках, часто называют «троянами» в честь трех крупных астероидов: Агамемнона, Ахиллеса и Гектора, которые вращаются в точках L4 и L5 системы Юпитер-Солнце. В Солнечной системе существуют сотни троянских астероидов. Большинство из них вращается вокруг Юпитера, но другие вращаются вокруг Марса. Кроме того, у нескольких спутников Сатурна есть спутники-троянцы. А в 2010 году телескоп WISE подтвердил наличие первого троянского астероида (2010 TK7) вокруг ведущей точки Лагранжа Земли.
Наименее «привлекательная» точка для науки — L3. NASA вряд ли найдет ей какое-либо применение, поскольку она все время остается скрытой за Солнцем.
Почти идеальная точка Лагранжа L2
Точку L2 системы Земля-Солнце занимает отключенный космический аппарат WMAP, построивший знаменитую карту микроволнового излучения Вселенной. Там же находится неактивная обсерватория Планка, которая улучшила точность ранее упомянутой карты. В районе точки Лагранжа L2 сейчас работает европейская астрометрическая обсерватория Gaia и рентгеновский телескоп «Спектр-РГ». В настоящее время в эту точку направляется космический телескоп James Webb.
Точка Лагранжа L2 идеально подходит для астрономических исследований, потому что космический корабль в ней находится достаточно близко, чтобы легко связываться с Землей; может удерживать Солнце, Землю и Луну позади космического корабля для получения солнечной энергии и обеспечивает четкий обзор дальнего космоса для наших телескопов. Увы, точки L1 и L2 нестабильны, что требует регулярного корректирования курса и их ориентации каждые 23 дня.
Напомним, что ранее мы объясняли, что такое световой год.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
