Σημείο Λαγκράνζ
Τα σημεία Lagrange είναι σταθερές θέσεις κοντά σε μεγάλα σώματα σε τροχιά. Παραδείγματα συμβαίνουν όταν δύο μεγάλα αντικείμενα βρίσκονται σε τροχιά. Παραδείγματα υπάρχουν στις τροχιές της Γης και του Ήλιου ή της Σελήνης και της Γης.
Τα σημεία είναι πέντε σημεία στα οποία μπορεί να τεθεί σε τροχιά ένα μικρό αντικείμενο (όπως ένας τεχνητός δορυφόρος). Στα σημεία αυτά, οι βαρυτικές δυνάμεις των δύο μεγάλων σωμάτων και οι δυνάμεις που οφείλονται στην κίνηση ισορροπούν. Έτσι, σε αυτά τα σημεία, ένα μικρό αντικείμενο διατηρείται λίγο πολύ σε σταθερή θέση. Στα σημεία αυτά βρίσκονται σύννεφα σκόνης, αστεροειδείς και τεχνητοί δορυφόροι.
Το φαινόμενο αυτό πήρε το όνομά του από τον μαθηματικό Ζοζέφ-Λουί Λαγκράνζ, ο οποίος έγραψε μια εργασία σχετικά με αυτό το φαινόμενο το 1772 (πολύ πριν βάλουμε δορυφόρους σε τροχιά).
Οι πέντε θέσεις ονομάζονται L1, L2, L3, L4 και L5. Οι τρεις πρώτες (L1, L2, L3) ονομάζονται μετασταθερές, επειδή αν ένας δορυφόρος ξεφύγει λίγο από τη θέση του, θα πέσει μακριά από αυτό το σημείο και δεν θα επιστρέψει χωρίς να χρησιμοποιήσει καύσιμα. Τα L4 και L5 θεωρούνται σταθερά - εάν ένας δορυφόρος ξεφύγει λίγο από τη θέση του, θα τραβηχτεί πίσω στη θέση του από τη βαρύτητα και τις κεντρομόλες δυνάμεις και θα ταλαντωθεί γύρω από το σημείο Lagrange.
Η NASA έχει τοποθετήσει δορυφόρους σε δύο σημεία Lagrange του συστήματος Ήλιος-Γη. Το σημείο L1 (μεταξύ της Γης και του ήλιου) χρησιμοποιείται για δορυφόρους που παρακολουθούν τον ήλιο, για να αναζητούν ηλιακές εκλάμψεις. Το σημείο L2 (πέρα από τη Γη) χρησιμοποιείται για διαστημικά τηλεσκόπια. Εκεί θα πάει το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb όταν εκτοξευθεί. Είναι ένα εκατομμύριο μίλια (1,6 εκατομμύρια χιλιόμετρα) από τη Γη.
Επειδή τα L4 και L5 είναι σταθερά, έχουν προσελκύσει νέφη σκόνης και τουλάχιστον έναν αστεροειδή (για το σύστημα Γη-Ήλιος - οι μεγαλύτεροι πλανήτες έχουν περισσότερους αστεροειδείς στα σημεία L4 και L5). Αυτοί οι αστεροειδείς ονομάζονται Δούρειοι αστεροειδείς.
Σημεία Lagrange, για 2 αντικείμενα
Λαγκρανζιανά σημεία με πηγάδια βαρύτητας
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Ποια είναι τα σημεία του Λαγκράνζ;
Α: Τα σημεία Lagrange είναι σταθερά σημεία κοντά σε μεγάλα σώματα σε τροχιά. Όταν δύο μεγάλα σώματα περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο, υπάρχουν σημεία όπου ένα τρίτο σώμα μπορεί να εγκατασταθεί, επιτρέποντας στις βαρυτικές και κινητικές δυνάμεις των δύο μεγάλων σωμάτων να εξισορροπήσουν, επιτρέποντας στο μικρό σώμα να παραμείνει λίγο πολύ σταθερό.
Ερ: Ποιος ανακάλυψε το σημείο Λαγκράνζ;
Α: Το φαινόμενο αυτό πήρε το όνομά του από τον μαθηματικό Ζοζέφ-Λουί Λαγκράνζ, ο οποίος έγραψε ένα άρθρο σχετικά με αυτό το φαινόμενο το 1772 (πολύ πριν οι δορυφόροι τεθούν σε τροχιά).
Q: Πόσα σημεία Lagrange υπάρχουν;
Α: Υπάρχουν πέντε σημεία, που ονομάζονται L1, L2, L3, L4 και L5.
Q: Είναι όλα τα σημεία Lagrange σταθερά;
Α: Τα τρία πρώτα (L1, L2, L3) ονομάζονται μετασταθή, επειδή αν ο δορυφόρος βγει ελαφρώς εκτός θέσης, θα πέσει μακριά από το σημείο αυτό και δεν θα επιστρέψει χωρίς να χρησιμοποιήσει καύσιμα. Αντίθετα, οι L4 και L5 θεωρούνται σταθεροί - αν ο δορυφόρος βγει ελαφρώς εκτός θέσης, η βαρύτητα και η φυγόκεντρος δύναμη θα τον επαναφέρουν στη θέση του.
Ερ: Τι είδους τροχιές χρησιμοποιούν οι δορυφόροι σε αυτές τις θέσεις;
Α: Σε αυτές τις θέσεις, οι δορυφόροι μπορούν να χρησιμοποιούν τροχιές φωτοστέφανου για να παρατηρούν τον Ήλιο προς αναζήτηση ηλιακών εκλάμψεων ή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διαστημικά τηλεσκόπια όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο θα εκτοξευθεί στις 25 Δεκεμβρίου 2021 και θα βρίσκεται σε απόσταση περίπου 1,5 εκατομμυρίου χιλιομέτρων από τη Γη.
Ε. Ποια αντικείμενα υπάρχουν φυσικά σε αυτά τα μέρη;
Α: Επειδή οι L4 και L5 είναι σταθεροί, έχουν προσελκύσει νέφη σκόνης και αστεροειδείς που ονομάζονται Δούρειοι αστεροειδείς, οι οποίοι κατοικούν σε μεγαλύτερους πλανήτες συχνότερα από ό,τι σε μικρότερους πλανήτες, όπως το σύστημα Γη-Ήλιος, το οποίο έχει προσελκύσει λίγους αστεροειδείς.
