在宇宙中,两个天体之间的作用力可用万有引力描述,用牛顿理论很容易就能得到天体的运行轨道,而三个天体之间的作用力关系就比较复杂,称之为三体问题。
在三个天体中,有一些点的位置很特殊,在这些点上,最小的天体相对于两个大天体基本保持静止。
瑞士科学家欧拉和法国科学家拉格朗日一共推导计算出了5个这样的点,分别是L1、L2、L3、L4和L5点,也称为拉格朗日点或平动点。
简单来说,拉格朗日点就是一组天体力学的平衡点,这些点受到两大天体引力达到平衡,日地系统和地月系统均存在五个拉格朗日点。
其中,拉格朗日L2点在两个大天体的连线上,且在较小的天体一侧。
在L2点放置信息中继探测器、卫星或者空间站等,消耗很少的燃料即可长期驻留,是探测器、天体望远镜定位和观测太阳系的理想位置,在工程和科学上具有重要的实际应用和科学探索价值,是国际深空探测的热点。
将来,可以通过拉格朗日点建立一个稳固的深空通信节点以此作为行星际互联网的骨干节点。
拉格朗日2点如下图所示,最右边那个点。
具体的可以需要自行搜一下,因为证明过程有点多,这里就不复述了。
我来简单介绍一些这些拉格朗日点的特性。
简单地说,三个天体的系统,存在五个拉格朗日点,通常来说,M2是围绕M1的天体,当另一个小天体,比如卫星,位于这五个点中任意一点时可以保持稳定,不会飘来飘去。
其中L1、L2、L3点不是很稳定,如果卫星在这里受到较大扰动,则会慢慢偏离。
L4和L5比较稳定,这里的卫星或者其他天体受到扰动还会被拉回来,所以这个地方容易出现小行星带。
这次鹊桥去的是地月拉格朗日2点,在这个位置的月球背面上方环绕。
虽然无法保持万年不变,但是仅仅需要一小部分燃料就可以让它维持轨道直至达到设计寿命。
在这个点的鹊桥恰好可以和地球月球同时通信。
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