Lagrangeove točke: definicija, izgledi za njihovo korištenje u svemirskim aktivnostima

Nepostojanje gravitacije, ili, kako astronomi nazivaju ovaj fenomen, Lagrangeove točke (nakon što je mehaničar, astronom i matematičar iz Francuske prosvjetiteljske epohe - Joseph Louis Lagrange) kratko označio L1 i dalje do L5, nisu samo točke. To je ogroman prostor prostora - u milionima kilometara, gdje zakoni gravitacije ne funkcioniraju. A to znači da se svaki predmet koji slučajno dođe ne može vratiti. Prostori divovskog prostora, označeni kao Lagrangeove točke, gdje nije moguće kretanje, uhvatit će ga i nikada ih neće osloboditi. A ako bude pušten, vrlo je brzo.

matematičar

Godine 1736. rođen je slavni Talijan u Torinu, u Francuskoj, koji je zajedno s Eulerom postao najveći matematičar osamnaestog stoljeća. Posebno je poznat njegov izniman majstor generalizacije i sinteze raznih znanstvenih materijala. Joseph Louis Lagrange napisao je raspravu o analitičkoj mehanici, koja je odmah postala klasikom matematičke znanosti, budući da je uspostavila mnoga temeljna matematička načela, uključujući načelo mogućih pomaka. Lagrange je napokon matematirao mehaniku.

Također je dao ogroman doprinos teoriji brojeva, matematička analiza numeričke metode, teorija vjerojatnosti. On je stvorio račun varijacija. Međutim, njegov doprinos astronomiji nije ništa manji. Njegovo otkriće - Lagrangeove točke - nekoliko je stoljeća uznemiravalo sve nesvjesne umove, a to se još uvijek događa. Može se zamisliti koliko se zanimljivih stvari nakupilo u ovom prostoru četiri i pol milijarde godina!

studija

Tamo ne mogu biti samo oblaci prašine, asteroidi i skrivene planete. Mnogi ljudi sumnjaju da su u tim nepristupačnim, ne-gravitacijskim prostorima zloglasni "zeleni ljudi" s drugih planeta skrivali i od svojih divnih "tanjura" promatrali kako se tehnološki napredak na Zemlji pomiče, približavajući čovječanstvo potpunoj degradaciji.

U tim prošlim stoljećima takvog plana znanstvene spekulacije nisu prestale, ali će se uskoro okončati. Čovječanstvo se približilo konačno otkrivanju ove tajne. Dva svemirska broda uključena u proučavanje Sunca prebacila su se na studije drugog plana. Upravo će doći do tih tajanstvenih prostora, označenih s L4 i L5, i na licu mjesta saznati što se Lagrangeovi dijelovi skrivaju u sebi.

Misija

Čak i ako ti glasnici Zemlje ne nađu tuđinske brodove, ionako će mnogi znanstvenici jednostavno rado otkriti u tim točkama sve kozmičke fragmente stijene nevjerojatne dobi. I sigurno je skrivena nevjerojatna populacija raznih objekata. Astronomi će tražiti nebeska tijela, pomoću posebnih alata koji su pohranjeni na prostornim sondama.

Naravno, sve je to samo nagađanje, a možda i nebeska tijela tamo neće biti otkrivena. Iako je Joseph Louis Lagrange bio siguran da se mnogo toga može naći. Ta buduća otkrića mogla bi pružiti nedostajuće informacije o tome kako je Sunčev sustav formiran, dopuštajući obitelji da razumiju mnoge kolosalne interakcije koje su oblikovale i Mjesec. Možda će to znanje upozoriti Zemljane na buduće sudare kozmičkih tijela s našim planetom.

Suština učenja

Lagrangeove točke u prostoru otkrivene su 1772. godine, kada je matematičar izračunao takav fenomen: Zemlja, kao što je već poznato, ima gravitacijsko polje i mora nužno neutralizirati privlačnost Sunca upravo na određenim točkama u prostoru. A to su jedina područja u kojima objekt stvarno mora postati bestežinski. Pet točaka Lagrangea iznimno su zanimljive u njihovom punom komplementu. Međutim, L4 i L5 intrigiraju više od ikoga. To su jedina stabilna područja. Primjerice, Lagrangeove točke L2 i L1 također će biti odgođene od strane letećeg asteroida, ali nakon nekog vremena otpušta se u daljnji let, ali ako objekt padne u prostor L4 ili L5, može zauvijek reći zbogom ostatku kozmosa.

Nije daleko od Zemlje, samo nekih stotinu i pedeset milijuna kilometara, a ove se točke nalaze izravno na orbitalnoj ravnini, ali najvjerojatnije neće uspjeti. To su Lagrangeove točke Zemlje: L4 je šezdeset stupnjeva ispred našeg planeta, a L5 je pod istim kutom iza njega, i zajedno se okrećemo oko Sunca. Vjerojatno štite Zemlju od pada asteroida i drugih kozmičkih tijela na njemu, lišavajući ih vlastitog kretanja u svom ne-gravitacijskom prostoru. Najzanimljivije je to što se ista slika promatra oko drugih planeta, a prisutnost takvih područja već je otkrivena.

zamke

Max Wolf 1906. otkrio je asteroid koji je nazvao Ahil. Bio je između Jupitera i Marsa, iza glavnog asteroidni pojas. Istražujući podatke, znanstvenik je shvatio da je Ahil bio zarobljen u J4 kao Lupus. Nakon ovog otkrića, val pretraživanja za sličnim primjerima je porastao. Svi nalazi na takvim mjestima dobili su ime po junacima Trojanskog rata. Trenutno su pronašli nešto manje od tisuću asteroida koji su uhvaćeni u svojim antigravitacijskim mrežama od strane Jupiterovih točaka Lagrangea. Zemlja, mjesec - to je ono što najviše zanima znanstvenike.

Trojanski asteroidi oko drugih planeta teško je uočiti. Saturn nije pronađen, Neptun - samo jedan. Ali Zemlja pažljivo skriva svoje svemirske ostave, i da je tamo pohranjena, još nije istražena. Čekamo informacije od sondi koje su počele tražiti - što će saznati iz onoga što je skriveno od nas Lagrangeovih točaka?

zemlja

Sunce je preblizu L4 i L5, zbog čega ih je tako teško vidjeti sa Zemlje. Noću je područje L5 gotovo na horizontu i brzo odlazi, dok je L4, naprotiv, skriveno u zoru. Osim toga, morate istražiti ogromna područja veća od Mjeseca u njezinoj najvećoj inkarnaciji. Međutim, pretraživanje i dalje traje. Devedesetih godina prošlog stoljeća za te je studije korišten teleskop smješten na Havajima. Zanimljivosti nisu pronađene, nego zato što su se istraživači postupno ohladili na ovu misteriju.

Nedavno je pokrenuta automatska pretraga za istraživanje asteroida smještenih blizu Zemlje, s posebnim osvrtom na svemirska područja u područjima Lagrangeovih točaka. Međutim, do sada se ništa nije moglo otkriti. Posebna se nada znanstvenika odnosi na sonde letjelice STEREO, što može donekle razjasniti situaciju. Podsjetimo se da nisu prilagođeni traženju asteroida, nego proučavanju solarnih oluja. Međutim, oni su lansirani 2006. godine jasno u orbiti - jedan ispred, drugi iza Zemlje, te će stoga moći promatrati ne samo solarnu aktivnost. Da bi se to postiglo, pri približavanju L4 i L5 zonama, naš zrakoplov će biti rekonfiguriran na sporije vrijeme, što neće dopustiti da padnu u gravitacijsku zamku.

Odakle je došao mjesec?

Zašto naša Zemlja ima tako veliki satelit, odakle je došao - ta su pitanja uvijek zabrinjavala čovječanstvo. Danas mnogi znanstvenici vjeruju da je nastao iz raznih svemirskih ostataka, fragmenata svemirskog objekta veličine planeta Mars, koji se prije četiri milijarde godina srušio na Zemlju. Kako se dogodilo da nakon takvog sudara Zemlja i dalje postoji? Naposljetku, trebalo je biti suprotno: Zemlja je bila udara i bez mjeseca. A onda se ogromno kozmičko tijelo raspalo na komadiće od udarca i formiralo našu omiljenu pratnju pjesnika iz olupine, kako to?

Samo jedno objašnjenje. ovo prostorni objekt mora biti formirana negdje u blizini, kako ne bi imali vremena ubrzati u letu. Ovu hipotezu potvrđuje otkrivanje u lunarnom tlu točno iste količine izotopa kisika, kao i na Zemlji. Mars ima drugačiji odnos. Ali kako bi se ovako golemo nebesko tijelo moglo ovdje, doslovno pored njega, nezamijećiti, a ne sudariti sa Zemljom mnogo ranije? Ali ako je nastala u jednoj od Lagrangeovih točaka, to sve objašnjava. Formacija je blizu Zemlje - stoga, izotopi kisika imaju istu količinu. U istoj orbiti mogla bi biti brzina blizu iste. A ako sonde koje lete do Lagrangeovih točaka, pronađu ostatke tog svemirskog objekta, teorija, možemo pretpostaviti, je dokazana.

Prijetnja

Neki su astronomi sugerirali da bi u tako velikim prostorima kao što su Lagrangeove točke, tijelo moglo biti veličine planeta, jer je tvar potrebna za njezino formiranje sakupljena tamo četiri i pol milijarde godina. Planete, a zatim sastavljene od kozmičke prašine i plina, te L4 i L5 bile su i ostaju izvrsne baterije za tu svrhu. Pa, možda nije planet, ali se asteroid zlokobnih dimenzija možda skriva tamo.

Ali ovo je tempirana bomba skrivena od znatiželjnih očiju. Najbliži planeti, osobito Venera, mogu imati takav gravitacijski utjecaj koji će postupno izvući ovaj kolos iz Lagrangeove točke i usmjeriti ga izravno na Zemlju. Ako tamo pronađu takvo kozmičko tijelo, morat će ga dići u zrak i uzeti fragmente za ispitivanje.

Zadatak tri tijela

Sunčev sustav ima ogroman broj učinaka, prirodno povezanih s kretanjem planeta, Mjeseca, Zemlje. Isti učinak imaju Lagrangeove točke. Kako će letjelica komunicirati s njima? Ovdje je Zemlja, a Mjesec leti oko njega u kružnoj orbiti, i čini se da ništa drugo u prirodi ne postoji. To je ograničen zadatak od tri tijela, gdje je treća letjelica koja se razmatra i njezino kretanje. Ako je na liniji koja povezuje Mjesec i Zemlju, tada ćete osjetiti dva gravitacijska ubrzanja - privlačnost Mjeseca, privlačnost Zemlje, plus treća - centripetalna - pridonijet će tim ubrzanjima, jer se sama linija stalno okreće.

U orbiti

Naravno, ne može biti točke gdje se sva ta ubrzanja presijecaju, bit će resetirana. To će biti točka ravnoteže, inače je to Lagrangeova točka (ili libracijska točka). Postoji pet takvih točaka. Prva tri povezuju Mjesec i Zemlju, to su kolinearne Lagrangeove točke. Svemirska letjelica smještena na bilo kojoj od ovih točaka će visjeti tamo, a ako se malo odstupi, pronaći će vlastitu orbitu u blizini.

Štoviše, neizbježno će se promijeniti, jer Mjesec ne kruži oko Zemlje, već je njegova orbita malo izdužena. I sunce, naravno, utječe. Ali ova metoda ima budućnost, jer je jeftin prilagoditi orbitu uređaja na području gdje se nalaze Lagrangeove točke. Ovdje možete koristiti propeler. Blizina takvih točaka pogodna je za korištenje čak i na svemirskim letovima s posadom.

Sustav Zemlje i Sunca

I ovdje postoji pet točaka libracije, a istraživanje svemira postavilo je sasvim različite zadatke u odnosu na razvoj bliskog mjeseca. Prvi letovi provedeni su od 1978. godine, a nekoliko zanimljivih misija imalo je vremena za realizaciju. Glavni cilj je praćenje sunčeve aktivnosti i solarnog vjetra. To je postalo moguće kad se koristi L1 Lagrangeova točka. L2 je zanimljiv za astrofizičare, jer uređaj iz blizine ove točke može koristiti teleskop zaštićen od sunčevog zračenja, jer je stalno usmjeren na drugu stranu. Astrofizička promatranja mogu se provesti najčišćim izračunima.

Projekti povezani s Lagrangeovim točkama, Luna-Zemlja, u našoj zemlji sada praktički nisu angažirani, dajući ovu temu europskim i američkim znanstvenicima. I oni su angažirani u solarnim točkama, nakon što su već stekli ogromno iskustvo. Međutim, veliki programi završili su sa Sovjetskim Savezom.