آفي بيليزوفسكي
الأرض والمركبة الفضائية عند نقاط لاغرانج L1 (أعلى)، L2 (وسط) وL3
للصور المتحركة
الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/mystery12.html
ملخص
كثيرًا ما تسمع عن نقاط لاجرانز، ولكن ما هي هذه النقاط حقًا؟
هناك 5 نقاط (في الواقع مدارات) في مدار الشمس-الأرض حيث يمكن لجسم ثالث ذو كتلة صغيرة أن يبقى في المدار أثناء استخدام كمية صغيرة جدًا من الوقود.
وتقع النقطة L1 في خط مستقيم بين الأرض والشمس، وهي مثالية لرصد الشمس، حيث يوجد الآن القمر الصناعي "سوهو". نقطة أخرى مفيدة هي L2 التي تقع أسفل الخط خلف الأرض (في اتجاه الشمس). تعتبر L2 نقطة ممتازة لمراقبة الكون دون الدوران مباشرة حول الأرض. ومن المقرر إطلاق العديد من بعثات التلسكوب الفضائي المخطط لها في هذا المدار في السنوات القادمة. هناك أيضًا 3 نقاط إضافية مقابل Grenz L3 وL4 وL5 الإضافي.
القصة الكاملة
نقاط جرانز هي مسارات في الفضاء حيث تتوازن قوى الجاذبية ومسارات الأجسام مع بعضها البعض.
تم اكتشاف النقاط من قبل عالم الرياضيات الفرنسي لويس لاغرانز في عام 1772 في دراسته للجاذبية: "مسألة الأجسام الثلاثة" - كيف سيحيط جسم صغير بجسمين آخرين في مدارهما.
هناك خمس نقاط من هذا القبيل في النظام الشمسي - الأرض. توجد نقاط مماثلة أيضًا في نظام الأرض والقمر.
L1
تنص قوانين كبلر على أنه كلما اقترب النجم من الشمس، زادت سرعته. أي مركبة فضائية تدور حول الشمس في مدار داخلي أكثر من الأرض ستكون ملزمة بالقانون المذكور أعلاه ولن تتمكن من البقاء في مدار ثابت بالنسبة للأرض.
المدار L1 هو في الواقع مدار حلقي، إذا وجدت المركبة الفضائية نفسها بين الشمس والأرض، فإن قوة الجاذبية للأرض ستساوي قوة الجاذبية القادمة من الشمس وبالتالي تلغيها. ومع انخفاض السحب نحو الشمس، ستحتاج المركبة الفضائية إلى سرعة أقل للبقاء في المدار.
إذا كان المدار دقيقًا - حوالي جزء من مائة من المسافة بين الأرض والشمس، فستستغرق المركبة الفضائية سنة واحدة بالضبط للدوران حول الشمس.
يعد L1 مكانًا ممتازًا لمراقبة الشمس. وتصل إليه الرياح الشمسية قبل حوالي ساعة من وصولها إلى الأرض. في عام 1978، تم إطلاق إكسبلورر 3 إلى المدار وقام لعدة سنوات بمراقبة الشمس. والآن أصبح القمر الصناعي "سوهو" هناك.
كل مركبة فضائية في هذا المدار يجب أن يكون لديها محركات صاروخية لأن المدار غير مستقر، أي انحراف بسيط عن المدار يتطلب إجراء تصحيح. في الواقع، المكان المفضل هو أيضًا مسافة ما من المدار لأنه إذا كانت المركبة الفضائية على الخط الفاصل بين الأرض والشمس تمامًا، فإن الهوائيات التي تتبع المركبة الفضائية من الأرض ستستهدف أيضًا الشمس تمامًا وسيكون هناك التدخل في الإرسال.
L2
ويحدث تأثير مماثل، ولكن في الاتجاه الآخر تمامًا، في المدار L2 - على الجانب "المظلم" من الأرض.
وستكون المركبة الفضائية الموضوعة في هذا المدار أبعد عن الشمس، وبالتالي يجب أن تدور حولها لمدة أطول من عام. ومع ذلك، بما أن جاذبية الأرض تضاف إلى جاذبية الشمس، فإن هذا سيسمح للمركبة الفضائية بالتحرك بشكل أسرع ومواصلة تتبع الأرض.
وتبعد هذه النقطة عن الأرض حوالي 1.5 مليون كيلومتر، أي حوالي أربعة أضعاف مسافة القمر من الأرض.
يعد L2 مكانًا ممتازًا لمراقبة الكون. ولا يشترط للمركبة الفضائية أن تدور في مدار ثابت حول الأرض حيث تتعرض لاضطرابات وتغيرات حرارية نتيجة مرورها بظل الأرض واضطرابات الإشعاع الحراري المنبعث من الأرض.
هناك العديد من المهام المخطط إطلاقها في هذا المدار في السنوات القادمة - هيرشل، بلانك، جايا وتلسكوب جيمس ويب الفضائي.
L3
وتقع هذه النقطة على الخط الفاصل بين الشمس والأرض ولكن على الجانب الذي يقع خلف الشمس. سيؤدي الجمع بين قوة جاذبية الشمس والأرض إلى إكمال المركبة الفضائية مدارًا حول الشمس تمامًا مثل الأرض. وبما أن هذه النقطة تقع خلف الشمس مباشرة، فإن أي جسم يقع هناك لا يمكن تمييزه عن الأرض.
L4، L5
وتقع هذه النقاط على خط 60 درجة قبل وبعد الأرض في مدارها من اتجاه الشمس. على عكس النقاط L1، L2، L3 غير المستقرة (مثل كرة في نهاية حفرة وحركة طفيفة ستسقطها على المنحدر)، فإن هذه النقاط مستقرة. وأي خروج عن النقطة سيؤدي إلى دوران الجسم حول النقطة. ولذلك، تميل الأجسام أيضًا إلى التجمع فيها، مثل الغبار والكويكبات.
تتسبب جاذبية الشمس في دوران الأجسام الموجودة في هذه المواقع حول نقطة لاغرانز في دورة مدتها 89 يومًا.
ومن الممكن أن تكون هذه الأماكن مكانًا للمحطات الفضائية في المستقبل.
للحصول على معلومات على موقع الكون اليوم
مسلسل أسرار الفضاء
على نقاط لاغرانج في أستروبيديا
على قوانين كبلر في أستروبيديا
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~41541339~~~187&SiteName=hayadan
תגובה אחת
ما هو خط غرانز؟