Точки Лагранжа
Что такое точки Лагранжа: пять положений в системе двух тел, где аппарат может оставаться на месте, почему в L2 стоят космические телескопы и что такое троянцы.
В системе из двух массивных тел, например Солнца и Земли, есть пять точек, где тяготение обоих тел и центробежная сила уравновешиваются. Небольшой аппарат в такой точке движется вместе с планетой, оставаясь на постоянном месте относительно неё. Это точки Лагранжа, их обозначают L1–L5.
Пять точек
Первые три нашёл Леонард Эйлер в 1760-х годах, две другие — Жозеф Луи Лагранж в 1772 году («Тяготение»). - L1 — между Солнцем и Землёй, около 1,5 млн км от Земли. Отсюда постоянно видно Солнце: здесь стоят SOHO, ACE, DSCOVR и индийский Aditya-L1 («Солнечные зонды»). - L2 — на продолжении линии Солнце — Земля за Землёй, тоже около 1,5 млн км. Здесь работают «Уэбб», Gaia (до завершения миссии), Euclid и «Роман» («Телескоп Уэбб», «Телескоп Роман»). - L3 — на противоположной стороне орбиты, за Солнцем. Она недоступна для связи. - L4 и L5 — вершины равносторонних треугольников, на орбите планеты на 60° впереди и позади неё.
Устойчивость
L1, L2 и L3 неустойчивы: аппарат дрейфует и нуждается в редкой коррекции. Поэтому его выводят не в саму точку, а на «гало»-орбиту вокруг неё. Точки L4 и L5 устойчивы, если масса главного тела более чем в 25 раз больше массы второго. Там скапливаются небольшие тела.
Почему L2 для телескопов
Земля, Луна и Солнце находятся с одной стороны от L2, поэтому одним экраном можно закрыться от их света и тепла («Космические телескопы»). Это важно для инфракрасных телескопов, которые должны быть очень холодными. Поток связи с Землёй при этом остаётся стабильным.
Троянцы
Тела в точках L4 и L5 планеты называют троянцами. Самые известные — троянцы Юпитера: тысячи известных астероидов; к ним летит аппарат Lucy. Есть и у Земли: первый земной троянец, 2010 TK7, обнаружили в 2010 году. Вблизи точек L4 и L5 системы Земля — Луна наблюдают слабые скопления пыли, но природу их обсуждают.
Луна и далее
У системы Земля — Луна тоже есть точки Лагранжа. Вблизи L2 за Луной работал спутник-ретранслятор «Цюэцяо» для связи с аппаратом на обратной стороне («Лунные посадки»). Для лунной станции Gateway в программе «Артемида» планировали близкую по свойствам орбиту («Артемида»).