Как зависнуть в космосе на одном месте?
Автор заметки — Николай Моргунов
В декабре 2021 года был запущен космический телескоп «Джеймс Уэбб». Это самый крупный космический телескоп, когда либо запущенный человеком, с радиусом зеркала 6,5 м.
«Джеймс Уэбб» всегда находится в тени Земли. О том, как ему это удается, вы узнаете из этой статьи.
Где находится телескоп «Джеймс Уэбб»?
Научным языком можно сказать, что находится он в точке Лагранжа L2. Это точка на 1,5 млн км за орбитой Земли и в системе Солнце-Земля она неподвижна. Телескоп в L2 всегда находится в тени Земли, поэтому ученые могут получать снимки далеких галактик очень высокого качества.
В точке L2 силы притяжения Солнца и Земли уравновешивают центробежную силу, поэтому телескоп остается неподвижным относительно них.
Что такое точки Лагранжа?
Рассмотрим систему двух массивных тел, например, Солнце-Земля или Земля-Луна. Нас интересует, как в этих системах ведет себя космический аппарат
Точками Лагранжа или точками либрации называют такие положения космического аппарата в этих системах, в которых аппарат может оставаться неподвижным.
Существуют пять точек либрации. Их обозначают L1, L2, L3, L4 и L5. Мы уже знаем, что телескоп «Джеймс Уэбб» завис в точке L2 за Землей.
L1, L2 и L3 лежат на одной прямой с массивными телами. Их называют коллинеарными точками Лагранжа. Точки L4 и L5 называются треугольными.
Во всех точках Лагранжа гравитационные силы либо уравновешивают друг друга, либо уравновешивают центробежные силы.
В чем ценность точек Лагранжа?
Фактически точки Лагранжа являются положениями равновесия. А значит, если доставить аппарат в какую-нибудь из них, то можно удерживать его там достаточно долго при низких затратах топлива.
Именно поэтому для космического телескопа с дорогой аппаратурой, которому нужно неподвижное место в тени планеты, точка Лагранжа — лучшее решение.
Какие еще миссии используют точки Лагранжа?
Компанию «Джеймсу Уэббу» в точке L2 составляет российский космический телескоп «Спектр-РГ».
В 1995 году Европейское космическое агентство запустило SOHO — космическую обсерваторию, которая наблюдала Солнце из точки L1.
В мире существует целый гипотетический проект по колонизации точек Лагранжа. Эти положения равновесия отлично подходят для создания какой-нибудь ремонтной базы или пересадочного пункта.
Точки Лагранжа изучаются в курсе динамики космического полета на программах Геокосмические науки и технологии и Техническая физика космических летательных аппаратов