نقاط لاگرانژ
نقاط لاگرانژ موقعیتی در فضا هستند که برآیند نیروهای جاذبه دو جسم بزرگ ، مانند زمین و خورشید یا زمین و ماه ، برابر با نیروی گریز از مرکز که توسط جسم سومی احساس می شود. برآیند این نیروها را نقاط لاگرانژی گویند ، یک نقطه تعادل که فضاپیماها می توانند در آن پارک کرده و به مشاهده فضا بپردازد.
این نقاط به نام دانشمند و ریاضیدان قرن 18 ژوزف – لویس لاگرانژ نامگذاری شد. وی در سال 1772 درباره این نقاط مقاله ای با عنوان مسئله 3 بدنه یا مسئله 3 جسم نوشت. نقاطی که لاگرانژ و یا نقاط آزادی نیز نامیده می شوند.
ساختار نقاط لاگرانژ :
5 نقطه لاگرانژی در اطراف هر سیاره یا ستاره وجود دارد و سه نقطه از آن ها در راستای خط واصل دو حجم بزرگ قرار دارند. به عنوان مثال در سیستم بین زمین و خورشید نقطه اول L1 در نقطه ای در فاصله یک میلیون مایلی از زمین قرار دارد. L1 همیشه در نقطه ای در تیررس خورشید قرار دارد و امروزه توسط SOHO و DSCO (Deep Space Climate Observatory) اشغال شده است.
L2 نیز در فاصله یک میلیون مایلی از زمین قرار دارد. با این تفاوت که در نقطه مقابل و فاصله دورتر از خورشید قرار دارد بطوریکه ماه و خورشید و زمین پشت آن قرار دارد و یک فضاپیما می تواند دید عمیق تری از فضا را داشته باشد.کاوشگر WMAP ناسا در این نقطه در حال اندازه گیری تابش پس زمینه کیهانی از انفجار بزرگ است. تلسکوپ فضایی جیمز وب نیز به این نقطه انتقال داده خواهد شد.
نقطه سوم L3 در پشت خورشید در برابر مدار زمین قرار دارد. در حال حاضر ؛ علم هیچ استفاده ای از این نقطه انجام نداده است حتی در داستان های تخیلی.
ناسا در یک صفحه وب در مورد نقاط لاگرانژ چنین نوشت ؛ بعید است ناسا بتواند کاربردی را برای L3 پیدا کند زیرا همیشه در پشت خورشید پنهان است. ایده پنهان سیاره ایکس در نقطه L3 از موضوعات محبوب در نوشتن داستان های علمی تخیلی است. بی ثباتی چرخش مدار سیاره ایکس (در مقیاس 150 سال) هالیوود را در ساختن فیلم هایی شبیه “مردی از سیاره ایکس” متوقف نساخت. L1 و L2 و L3 همگی نقاط ناپایدار با تعادل ناسازگار هستند. بر اساس گفته فضانورد نیل تایسون اگر یک فضاپیما از L3 به سمت یا به دور از زمین حرکت کند ، به سمت زمین یا خورشید برخواهد گشت.فضاپیما باید اندکی تنظیمات کمکی برای حفظ مدار خود انجام دهد.
نقاط L4 و L5 همانند یک توپ در کاسه پایدار هستند. (بر اساس اژانس هوایی اروپا) این نقاط در محلی قرار دارد که با محور چرخش زمین زاویه 60 درجه ای را داشته و در قسمت بالا و پایینی زمین قرار دارند و در روی رئوس یک مثلث متساوی الاضلاع به سمت جسم بزرگتر قرار دارد.
به دلیل ثبات در این نقاط ؛ گرد و غبار و سیارک ها در ان محل ها تجمع پیدا کرده اند. سیارک هایی که اطراف L4 و L5 را احاطه کرده اند را به اختصار شخصیت های داستان تروی ؛ آشیل ؛ آگامنون و هکتور ؛ که بین خورشید هستند را تروجان نامگذاری کرده اند.
ناسا اعلام کرده که هزاران سیارک شبیه این در منظومه شمسی وجود دارد از جمله سیارک شناخته شده تروا در زمین به نام 2010 TK7 L4 و L5 قابلیت ایجاد یک کلونی فضایی را دارند و دلیل آن هم نزدیکی آن به زمین است (بر ت=اسا نوشته های جرالد اونیل و همفکران وی).
در سال 1970 و 1980 یک گروه به نام انجمن L5 این ایده در میان اعضای خود انتشار و حمایت کرد. در اواخر دهه 1980 آن را به گروهی با نام انجمن ملی فضایی تبدیل کرد. گروهی که امروزه ما با این نام می شناسیم که یک سازمان حمایت کننده ای است که ایده شکل گیری تمدن های فرازمینی را ترویج می کند.
مزیت های نقاط لاگرانژ :
اِمی ماینرز از آزمایشگاه پیشران جت به Space.com گفت : اگر یک فضاپیما از نقاط لاگرانژی نزدیک به زمین استفاده کند ، مزایای زیادی برای این مکان وجود دارد. ماینرز همچنین تاکید کرد که در صورت قرار گیری فضاپیما در این مکان ها قادر به انجام ماموریت زمینی بیشتری خواهد بود.وی همچنین اشاره کرد که استقرار فضاپیما و تجهیزات در این نقاط و استفاده از خنک کننده های طبیعی به دلیل دوری از تداخل و نور خورشید به یک نقطه با قابلیت خود بدل گشته است.
L1 و L2 همچنین به شما اجازه پهنای باند بیشتری را می دهد. رصدخانه های متعدد نجومی و زمینی در نقاط لاگرانژی واقع شده اند و نقطه قوت سیاره و فضا هستند که نمی توانید از نزدیک به آن دسترسی داشته باشید. همچنین مطالعات دوره ای اجسام کوچک به طور طبیعی در نقاط لاگرانژ اتفاق می افتد را انجام می دهند.
در این جا برخی از نتایج علمی اخیر آمده است :
در سال 2016 یک ویدئو از چرخش یک ساله زمین منتشر کرد. فاصله زمانبندی بر اساس 3000 عکس که هر دو ساعت توسط دوربین EPIC که در ماهواره DSCOVER در L1 گرفته شده بود. EPIC به علاوه نمایش افق های زیبا ، دانشمندان را با شاخص های آب و هوایی مانند ارتفاع ابرها ؛ اشعه ماوراء بنفش سطح ازن ایروسل فراهم می کند.
