Белгилүү бир массадагы эки космостук дененин айлануу системасында мейкиндикте чекиттер бар, аларга кандайдыр бир кичинекей массалуу объектти жайгаштыруу менен, сиз аны ушул эки айлануу денесине салыштырмалуу стационардык абалда беките аласыз. Бул чекиттер Лагранж чекиттери деп аталат. Макалада аларды адамдар кантип колдонорун талкуулайбыз.
Лагранж пункттары деген эмне?
Бул маселени түшүнүү үчүн үч айлануучу дененин маселесин чечүүгө кайрылуу керек, алардын экөөнүн массасы аларга салыштырмалуу үчүнчү дененин массасы анчалык деле жок. Бул учурда мейкиндикте эки массивдүү телолордун тең тартылуу талаалары бүт айлануучу системанын борборго айлануучу күчүн компенсациялай турган позицияларды табууга болот. Бул позициялар Лагранж пункттары болот. Алардын ичине кичине массалуу денени жайгаштыруу менен анын эки массалуу дененин ар бирине болгон аралыктары кандайча ээн-эркин узак убакыт бою өзгөрбөй турганын байкоого болот. Бул жерде биз спутник дайыма турган геостационардык орбитага окшоштук келтирсек болотжер бетинин бир чекитинен жогору жайгашкан.
Сырткы байкоочуга салыштырмалуу Лагранж чекитинде жайгашкан (ал бош чекит же L чекит деп да аталат) дене чоң массалуу эки дененин ар биринин айланасында кыймылдаарын тактоо керек, бирок бул кыймыл системанын калган эки денесинин кыймылы менен бирдикте ушунчалык мүнөзгө ээ болгондуктан, алардын ар бирине карата үчүнчү дене эс алат.
Бул пункттардын канчасы жана алар кайда жайгашкан?
Абсолюттук массасы бар эки дененин айлануучу системасы үчүн беш гана L чекити бар, алар адатта L1, L2, L3, L4 жана L5 деп белгиленет. Бул чекиттердин баары каралып жаткан телолордун айлануу тегиздигинде жайгашкан. Алгачкы үч чекит эки дененин масса борборлорун бириктирүүчү сызыкта, ошондой L1 денелердин ортосунда, ал эми L2 жана L3 денелердин ар биринин артында жайгашкан. L4 жана L5 чекиттери, эгерде алардын ар бирин системанын эки денесинин массаларынын борборлору менен туташтырсак, мейкиндикте эки бирдей үч бурчтук пайда боло тургандай жайгашкан. Төмөнкү сүрөттө Жер-Күн Лагранж чекиттеринин бардыгы көрсөтүлгөн.
Сүрөттөгү көк жана кызыл жебелер тиешелүү бош чекитке жакындаганда пайда болгон күчтүн багытын көрсөтөт. Сүрөттөн L4 жана L5 чекиттеринин аймактары L1, L2 жана L3 чекиттеринин аймактарынан бир топ чоң экенин көрүүгө болот.
Тарыхый маалымат
Биринчи жолу үч айлануучу дененин системасында бош чекиттердин бар экенин 1772-жылы италиялык-француздук математик Жозеф Луи Лагранж далилдеген. Бул үчүн, илимпоз кээ бир гипотезаларды киргизүүгө туура келген жанаНьютон механикасынан айырмаланып, өзүңүздүн механикаңызды иштеп чыгуу.
Лагранж революциянын идеалдуу тегерек орбиталары үчүн анын аты менен аталган L чекиттерин эсептеп чыккан. Чындыгында, орбиталар эллиптикалык. Акыркы факт Лагранж чекиттери жок экенине алып келет, бирок кичинекей массалуу үчүнчү дене эки массалуу дененин ар биринин кыймылына окшош тегерек кыймыл жасаган аймактар бар.
Бош чекит L1
Лагранждын L1 чекитинин бар экенин төмөнкү ой жүгүртүү менен далилдөө оңой: мисалы Күн менен Жерди алалы, Кеплердин үчүнчү мыйзамына ылайык, дене жылдызга канчалык жакын болсо, анын жылдызы ошончолук кыска болот. бул жылдыздын айланасында айлануу мезгили (денонун айлануу мезгилинин квадраты денеден жылдызга чейинки орточо аралыктын кубуна туура пропорционал). Бул Жер менен Күндүн ортосунда жайгашкан ар бир дене жылдыздын айланасында биздин планетага караганда ылдамыраак айланат дегенди билдирет.
Бирок Кеплер мыйзамы экинчи дененин, башкача айтканда, Жердин тартылуу күчүн эсепке албайт. Эгерде бул фактыны эске алсак, анда биз кичинекей массасынын үчүнчү денеси Жерге канчалык жакын болсо, Жердин Күн тартылуу күчү ошончолук күчтүү болот деп болжолдоого болот. Натыйжада Жердин тартылуу күчү үчүнчү дененин Күндүн айланасында айлануу ылдамдыгын басаңдатып, планета менен дененин айлануу мезгилдери бирдей боло тургандай абал болот. Бул L1 бош чекити болот. Жерден Лагранж L1 чекитине чейинки аралык планетанын айланасындагы орбитанын радиусунун 1/100 бөлүгүн түзөт.жылдыздар жана 1,5 миллион км.
L1 аймагы кантип колдонулат? Бул күн радиациясын байкоо үчүн идеалдуу жер, анткени бул жерде эч качан күн тутулбайт. Учурда L1 аймагында күн шамалын изилдөө менен алектенген бир нече спутниктер жайгашкан. Алардын бири европалык SOHO жасалма спутниги.
Бул Жер-Ай Лагранж чекитине келсек, ал Айдан болжол менен 60 000 км алыстыкта жайгашкан жана космостук аппараттар менен спутниктердин Айга жана Айга учуу учурунда "транзиттик" чекит катары колдонулат.
Бош чекит L2
Мурунку окуяга окшош эле талашып, биз массасы азыраак дененин орбитасынан тышкаркы айлануучу эки дененин системасында борбордон четтөөчү күчтүн төмөндөшү компенсациялануучу аймак болушу керек деген тыянак чыгарууга болот. бул дененин тартылуу күчү, бул азыраак массалуу дененин жана үчүнчү дененин чоңураак массалуу бир дененин айланасында айлануу мөөнөттөрүнүн туура келишине алып келет. Бул аймак L2 бош чекити.
Эгер Күн-Жер системасын карай турган болсок, анда бул Лагранж чекитине чейин планетадан алыстык так L1 чекитине окшош болот, башкача айтканда 1,5 миллион км, L2 гана Жердин артында жана андан да алыс жайгашкан. күндөн. Жердин корголушуна байланыштуу L2 аймагында күн радиациясынын эч кандай таасири болбогондуктан, бул жерде ар кандай спутниктерге жана телескопторго ээ болгон Ааламга байкоо жүргүзүү үчүн колдонулат.
Жер-Ай системасында L2 чекити Жердин табигый спутнигинин артында андан 60 000 км аралыкта жайгашкан. Айда L2Айдын алыскы тарабын байкоо үчүн колдонулган спутниктер бар.
Бош упайлар L3, L4 жана L5
Күн-Жер системасындагы L3 чекити жылдыздын артында жайгашкандыктан, аны Жерден байкоого болбойт. Чекит эч кандай түрдө колдонулбайт, анткени ал Венера сыяктуу башка планеталардын тартылуу күчүнүн таасиринен улам туруксуз.
L4 жана L5 чекиттери эң туруктуу Лагранж аймактары, ошондуктан дээрлик ар бир планетанын жанында астероиддер же космостук чаңдар бар. Мисалы, Айдын бул Лагранж чекиттеринде космостук чаң гана бар, ал эми троян астероиддери Юпитердин L4 жана L5 жеринде жайгашкан.
Акысыз чекиттердин башка колдонулушу
Спутниктерди орнотуудан жана космоско байкоо жүргүзүүдөн тышкары, Жердин жана башка планеталардын Лагранж чекиттери космостук саякат үчүн да колдонулушу мүмкүн. Ар кандай планеталардын Лагранж чекиттери аркылуу өтүү энергетикалык жактан жагымдуу жана аз энергияны талап кылат деген теориядан келип чыгат.
Жердин L1 чекитин колдонуунун дагы бир кызыктуу мисалы украиналык мектеп окуучусунун физикалык долбоору болду. Ал бул аймакка Жерди кыйратуучу күн шамалынан коргой турган астероид чаңынын булутун жайгаштырууну сунуш кылган. Ошентип, чекит бүтүндөй көк планетанын климатына таасир этиш үчүн колдонулушу мүмкүн.
