Ma'lum massali ikkita kosmik jismning aylanish tizimida kosmosda nuqtalar mavjud bo'lib, har qanday kichik massali jismni joylashtirish orqali siz uni ushbu ikki aylanish jismiga nisbatan statsionar holatda o'rnatishingiz mumkin.. Bu nuqtalar Lagranj nuqtalari deb ataladi. Maqolada ulardan odamlar qanday foydalanishi muhokama qilinadi.
Lagrange nuqtalari nima?
Bu masalani tushunish uchun uchta aylanadigan jismlar masalasini hal qilishga murojaat qilish kerak, ulardan ikkitasi shunday massaga egaki, uchinchi jismning massasi ularga nisbatan ahamiyatsiz. Bunday holda, kosmosda ikkala massiv jismning tortishish maydonlari butun aylanish tizimining markazga tortish kuchini qoplaydigan pozitsiyalarni topish mumkin. Bu pozitsiyalar Lagrange nuqtalari bo'ladi. Ularga kichik massali jismni joylashtirish orqali uning ikki massiv jismning har biriga bo'lgan masofalari o'zboshimchalik bilan uzoq vaqt davomida qanday o'zgarmasligini kuzatish mumkin. Bu erda biz sun'iy yo'ldosh har doim bo'lgan geostatsionar orbitaga o'xshatishimiz mumkinyer yuzasining bir nuqtasi ustida joylashgan.
Tashqi kuzatuvchiga nisbatan Lagranj nuqtasida joylashgan jism (uni erkin nuqta yoki L nuqta deb ham ataladi) katta massa bilan ikki jismning har biri atrofida harakatlanishini aniqlab olish kerak., lekin bu harakat tizimning qolgan ikkita jismining harakati bilan birgalikda shunday xarakterga egaki, ularning har biriga nisbatan uchinchi jism dam oladi.
Ushbu nuqtalarning nechtasi va ular qayerda joylashgan?
Mutlaqo har qanday massaga ega boʻlgan ikkita jismni aylantirish tizimi uchun faqat beshta L nuqta mavjud boʻlib, ular odatda L1, L2, L3, L4 va L5 bilan belgilanadi. Bu nuqtalarning barchasi ko'rib chiqilayotgan jismlarning aylanish tekisligida joylashgan. Birinchi uchta nuqta ikkita jismning massa markazlarini shunday bog'laydigan chiziqda joylashganki, L1 jismlar orasida va L2 va L3 jismlarning har birining orqasida joylashgan. L4 va L5 nuqtalari shunday joylashtirilganki, agar siz ularning har birini tizimning ikkita jismining massa markazlari bilan bog'lasangiz, fazoda ikkita bir xil uchburchakka ega bo'lasiz. Quyidagi rasmda barcha Yer-Quyosh Lagrange nuqtalari ko'rsatilgan.
Rasmdagi ko'k va qizil o'qlar mos keladigan erkin nuqtaga yaqinlashganda hosil bo'ladigan kuchning yo'nalishini ko'rsatadi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, L4 va L5 nuqtalarining maydonlari L1, L2 va L3 nuqtalarining maydonlaridan ancha katta.
Tarixiy ma'lumot
Birinchi marta uchta aylanuvchi jismlar sistemasida erkin nuqtalar mavjudligini 1772 yilda italyan-fransuz matematiki Jozef Lui Lagranj isbotlagan. Buning uchun olim ba'zi farazlarni kiritishi kerak edi vaNyuton mexanikasidan farqli ravishda oʻz mexanikangizni ishlab chiqing.
Lagrange inqilobning ideal aylana orbitalari uchun uning nomi bilan atalgan L nuqtalarini hisoblab chiqdi. Aslida, orbitalar elliptikdir. Oxirgi fakt shundan kelib chiqadiki, endi Lagranj nuqtalari yo'q, lekin kichik massali uchinchi jism ikki massiv jismning har birining harakatiga o'xshash aylanma harakatni amalga oshiradigan joylar mavjud.
Bo'sh nuqta L1
Lagranj nuqtasi L1 mavjudligini quyidagi mulohazalardan foydalanib isbotlash oson: misol tariqasida Quyosh va Yerni olaylik, Keplerning uchinchi qonuniga koʻra, jism oʻz yulduziga qanchalik yaqin boʻlsa, uning yulduzi shunchalik qisqa boʻladi. bu yulduz atrofida aylanish davri (tananing aylanish davrining kvadrati jismdan yulduzgacha bo'lgan o'rtacha masofaning kubiga to'g'ri proportsionaldir). Bu Yer va Quyosh oʻrtasida joylashgan har qanday jism yulduz atrofida bizning sayyoramizdan tezroq aylanishini anglatadi.
Ammo Kepler qonuni ikkinchi jismning, ya'ni Yerning tortishish kuchi ta'sirini hisobga olmaydi. Agar biz ushbu faktni hisobga olsak, unda kichik massaning uchinchi tanasi Yerga qanchalik yaqin bo'lsa, Yerning quyosh tortishish kuchiga qarshilik shunchalik kuchli bo'ladi, deb taxmin qilishimiz mumkin. Natijada, shunday nuqta bo'ladiki, Yerning tortishish kuchi uchinchi jismning Quyosh atrofida aylanish tezligini shunday sekinlashtiradiki, sayyora va jismning aylanish davrlari tenglashadi. Bu L1 bo'sh nuqta bo'ladi. Yerdan Lagranj nuqtasi L1gacha bo'lgan masofa sayyora atrofidagi orbita radiusining 1/100 qismini tashkil qiladi.yulduzli va 1,5 million km.
L1 maydoni qanday ishlatiladi? Bu quyosh radiatsiyasini kuzatish uchun ideal joy, chunki bu erda hech qachon quyosh tutilishi kuzatilmaydi. Hozirgi vaqtda L1 mintaqasida quyosh shamolini o'rganish bilan shug'ullanadigan bir nechta sun'iy yo'ldoshlar joylashgan. Ulardan biri Yevropa sunʼiy yoʻldoshi SOHO.
Ushbu Yer-Oy Lagranj nuqtasiga kelsak, u Oydan taxminan 60 000 km uzoqlikda joylashgan boʻlib, kosmik kemalar va sunʼiy yoʻldoshlarning Oyga va Oyga borishi va qaytishi paytida “tranzit” nuqtasi sifatida foydalaniladi.
Bo'sh nuqta L2
Avvalgi holatga oʻxshab bahslashar ekanmiz, massasi kichikroq jism orbitasidan tashqarida boʻlgan ikkita inqilob jismlari tizimida markazdan qochma kuchning pasayishi toʻgʻridan-toʻgʻri qoplanadigan maydon boʻlishi kerak degan xulosaga kelishimiz mumkin. bu tananing tortishish kuchi, bu kichikroq massaga ega bo'lgan jismning aylanish davrlarini va kattaroq massaga ega bo'lgan jism atrofida uchinchi tananing aylanish davrlarini moslashtirishga olib keladi. Bu hudud boʻsh L2 nuqtasi.
Agar Quyosh-Yer tizimini hisobga oladigan bo'lsak, u holda bu Lagranj nuqtasiga qadar sayyoradan masofa L1 nuqtasi bilan bir xil bo'ladi, ya'ni 1,5 million km, faqat L2 Yerdan orqada va undan uzoqroqda joylashgan. Quyoshdan. Yer himoyasi tufayli L2 mintaqasida quyosh radiatsiyasining ta'siri yo'qligi sababli, bu erda turli sun'iy yo'ldoshlar va teleskoplarga ega bo'lgan koinotni kuzatish uchun foydalaniladi.
Yer-Oy tizimida L2 nuqtasi Yerning tabiiy sun'iy yo'ldoshi orqasida undan 60 000 km uzoqlikda joylashgan. L2 oydaOyning narigi tomonini kuzatish uchun ishlatiladigan sun'iy yo'ldoshlar mavjud.
Bo'sh ballar L3, L4 va L5
Quyosh-Yer tizimidagi L3 nuqtasi yulduz orqasida joylashganligi sababli uni Yerdan kuzatish mumkin emas. Nuqta hech qanday tarzda ishlatilmaydi, chunki u Venera kabi boshqa sayyoralarning tortishish kuchi ta'sirida beqaror.
L4 va L5 nuqtalari eng barqaror Lagrange mintaqalaridir, shuning uchun deyarli har bir sayyora yaqinida asteroidlar yoki kosmik chang mavjud. Masalan, Oyning ushbu Lagrange nuqtalarida faqat kosmik chang mavjud, troyan asteroidlari esa Yupiterning L4 va L5 nuqtalarida joylashgan.
Bepul nuqtalar uchun boshqa foydalanish
Sun'iy yo'ldoshlarni o'rnatish va fazoni kuzatishdan tashqari, Yer va boshqa sayyoralarning Lagranj nuqtalaridan kosmik sayohat uchun ham foydalanish mumkin. Bu nazariyadan kelib chiqadiki, turli sayyoralarning Lagranj nuqtalari orqali harakatlanish energetik jihatdan qulay va kam energiya talab qiladi.
Yerning L1 nuqtasidan foydalanishning yana bir qiziqarli misoli ukrainalik maktab oʻquvchisining fizika loyihasi boʻldi. U bu hududga Yerni halokatli quyosh shamolidan himoya qiladigan asteroid chang bulutini joylashtirishni taklif qildi. Shunday qilib, nuqta butun ko'k sayyora iqlimiga ta'sir qilish uchun ishlatilishi mumkin.
