拉格朗日点

拉格朗日点轨道上大物体附近的稳定位置。例子出现在两个大物体的轨道上。例如,地球太阳的轨道,或月球和地球的轨道。

这些点是一个小物体(如人造卫星)可以在轨道上运行的五个地方。在这些地方,两个大物体的引力和运动产生的力都平衡起来。所以,在这些地方,小物体或多或少地保持着稳定的位置。尘云、小行星和人造卫星都是在这些点上发现的。

这种效应是以数学家约瑟夫-路易-拉格朗日的名字命名的,他在1772年(早在我们把卫星送入轨道之前)就写了一篇论文。

这五个地方叫做L1、L2、L3、L4、L5。前三个(L1、L2、L3)被称为变轨,因为如果卫星有点偏离了位置,就会从那个点掉下来,不使用燃料就回不来。L4和L5被认为是稳定的--如果卫星有点偏离原位,它将被重力和向心力拉回原位,并围绕拉格朗日点振荡。

美国航天局已将卫星插入太阳-地球系统的两个拉格朗日点。L1点(在地球和太阳之间)用于观察太阳的卫星,以寻找太阳耀斑。L2点(地球之外)用于空间望远镜詹姆斯-韦伯太空望远镜发射时将去那里。它距离地球100万英里(160万公里)。

因为L4和L5是稳定的,所以它们吸引了尘埃云,以及至少一颗小行星(对于地球-太阳系统来说--较大的行星在其L4和L5点有更多的小行星)。这些小行星被称为特洛伊小行星。

2个物体的拉格朗日点Zoom
2个物体的拉格朗日点

带重力井的拉格朗日点。Zoom
带重力井的拉格朗日点。

问题和答案

问:什么是拉格朗日点?
答:拉格朗日点是在轨道上的大物体附近的稳定位置。当两个大天体在轨道上相互围绕时,有一些地方可以让第三个天体占据,在这些地方,两个大天体的引力和由于运动而产生的力都达到了平衡,使小天体或多或少地保持在一个稳定的位置。

问:谁发现了拉格朗日点?
答:这种效应是以数学家约瑟夫-路易-拉格朗日命名的,他在1772年写了一篇关于这个问题的论文(远在我们将卫星送入轨道之前)。

问:存在多少个拉格朗日点?
答:有五个地方叫L1、L2、L3、L4和L5。

问:所有的拉格朗日点都被认为是稳定的吗?
答:前三个(L1、L2、L3)被称为可转移的,因为如果一个卫星有点不对劲,它就会从那个点上掉下来,不使用燃料就回不来了。同时,L4和L5被认为是稳定的--如果卫星有点偏离位置,它将被重力和向心力拉回原位。

问:卫星在这些地方使用什么类型的轨道?
答:在这些地点,卫星可以使用光环轨道来观察太阳,寻找太阳耀斑,或者可以用于太空望远镜,比如2021年12月25日发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜,它位于离地球大约100万英里(约150万公里)的地方。

问:什么物体自然居住在这些地方?
答:由于L4和L5很稳定,它们吸引了尘埃云以及被称为特洛伊小行星的小行星,这些小行星比小行星更频繁地居住在大行星上,比如地球-太阳系统只吸引了少数小行星。

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3