Σημείον Lagrange
Τα πέντε σημεία Lagrange (L1, L2, L3, L4, L5)
του Βαρυτικού Πεδίου
που δημιουργούν ο Ήλιος και η Γη
- Ένα Αστρονομικό Σημείο
Ετυμολογία[]
Η ονομασία "Σημείο Lagrange" σχετίζεται ετυμολογικά με το όνομα "Lagrange".
Εισαγωγή[]
Υπάρχει ένα συγκεκριμένο σημείο του Βαρυτικού Πεδίου δύο ουράνιων σωμάτων στο οποίο αν τοποθετηθεί ένα τρίτο Ουράνιο Σώμα (δηλ. ένας πλανήτης ή ένας δορυφόρος) που συνολική Βαρυτική Δύναμη που εξασκείται πάνω στο σώμα είναι μηδέν. Κάθε τέτοιο σημείο ονομάζεται σημείο ισορροπίας Lagrange.
Με διαφορετική έκφραση η συνολική έλξη που δέχεται ένας δορυφόρος στα σημεία αυτά είναι ίση με την απαραίτητη κεντρομόλο δύναμη για να περιστρέφεται.
Ταξινομία[]
Διακρίνονται σε δύο "κατηγορίες":
Α) Τα σημεία L1, L2 και L3 είναι "ομοευθειακά σημεία Lagrange" (ή "κύρια" σημεία):
- α) Τα σημεία L και L2 είναι "εμπρόσθια σημεία Lagrange" (ή "Πλανητικά" σημεία):
- Το σημείο L1 χαρακτηρίζεται και ως Εσωτερικό Σημείο Lagrange ή "Ηλιακό" σημείο.
- Το σημείο L2 χαρακτηρίζεται και ως Εξωτερικό Σημείο Lagrange ή "Διαστημικό" σημείο.
- β) Το σημείο L3 είναι "οπίσθιο σημείο Lagrange" (ή "Αστρικό" σημείο):
- Το σημείο L3 χαρακτηρίζεται και ως Αντιθετικό Σημείο Lagrange (ή "εξωτικό" σημείο).
Β) Τα σημεία L4 και L5 είναι "πλευρικά σημεία Lagrange" (ή "δευτερεύοντα" σημεία) :
- Το σημείο L4 χαρακτηρίζεται και ως Δεξιό Σημείο Lagrange ή "Ελληνικό" σημείο.
- Το σημείο L5 χαρακτηρίζεται και ως Αριστερό Σημείο Lagrange ή "Τρωικό" σημείο.
Ισορροπία[]
Υπάρχουν δύο είδη σημείων ισορροπίας.
Αν ένας δορυφόρος τοποθετηθεί σε κάποιο σημείο ευσταθούς ισορροπίας με μικρή ταχύτητα, τότε το σώμα θα έχει την τάση να επιστρέφει, σε κάθε περίπτωση, στο σημείο ευσταθούς ισορροπίας, παραμένοντας, έτσι, για πάντα στην περιοχή γύρω από αυτό.
Αν όμως το σημείο είναι ασταθές, τότε με την πάροδο του χρόνου ο δορυφόρος θα απομακρύνεται σταδιακά από την περιοχή ασταθούς ισορροπίας και δεν θα επιστρέψει ποτέ.
Θεωρούμε λοιπόν ένα σώμα (πλανήτη ή δορυφόρο) που κινείται σε κυκλική τροχιά (ή σχεδόν κυκλική) τροχιά γύρω από ένα άλλο (πλανήτη ή άστρο). Τότε υπάρχουν, ανάμεσά τους, καθορισμένα σημεία ισορροπίας, σε σχέση με την ευθεία που τα ενώνει.
Την ύπαρξη των σημείων αυτών είχε προβλέψει ο Γάλλος μαθηματικός και αστρονόμος Lagrange Louis , από το 1772. Συνολικά, υπάρχουν πέντε τέτοια σημεία ισορροπίας για ένα σύστημα δύο ουρανίων σωμάτων (πχ. Γη - Ήλιος ή Γη - Σελήνη).
Τα τρία σημεία από αυτά (L1 - L2 - L3), βρίσκονται στην ευθεία που ενώνει τα δύο ουράνια σώματα, ενώ τα υπόλοιπα δύο (L4 - L5), βρίσκονται στις κορυφές ενός ισόπλευρου τριγώνου. Σε αυτά σημεία, η συνολική δύναμη που δέχεται ένας δορυφόρος, που περιστρέφεται, από τα άλλα δύο ουράνια σώματα, είναι ίση με την κεντρομόλο δύναμη.
Τα σημεία L1, L2, L3 είναι ασταθή σημεία ισορροπίας. Γι' αυτό, ένας δορυφόρος που θα τοποθετηθεί σε μία από αυτές τις τρεις θέσεις, θα πρέπει ανά τακτά χρονικά διαστήματα να πυροδοτεί τους κινητήρες του, ώστε να αποτρέπει την οποιαδήποτε διαταραχή στην ταχύτητα του (που μπορεί να προέρχεται από πολλούς παράγοντες), που θα το απομακρύνει από την περιοχή του σημείου ισορροπίας.
Για το σύστημα Γης - Ήλιου, όμως, αν και τα τρία αυτά σημεία είναι ασταθή, ορίζεται μια σταθερή τροχιά, γύρω από αυτά.
Όμως τα L4, L5 αντίθετα είναι ευσταθή σημεία ισορροπίας, γι' αυτό και οποιοδήποτε σώμα βρεθεί με μηδενική ταχύτητα στην περιοχή ενός από αυτά τα σημεία, δεν θα μπορεί να διαφύγει ποτέ από εκεί. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι ομάδες των Τρωικών Αστεροειδών που βρίσκονται παγιδευμένοι στα σημεία L4, L5 του συστήματος Δία - Ηλίου που ανακαλύφθηκε το 1906.
Καθένα από τα L4, L5 , που αποτελούν τα σταθερά σημεία Lagrange, αποτελούν την μια κορυφή ενός ισοπλεύρου τριγώνου, που στις δύο άλλες του κορυφές, βρίσκονται τα δύο ουράνια σώματα των οποίων οι βαρυτικές δυνάμεις ισορροπούν στο σημείο L4 ή L5 .
Αστροναυτική[]
Το γεγονός πως τα σημεία Lagrange είναι σημεία ισορροπίας και έχουν σταθερή θέση ως προς ένα σύστημα ουρανίων σωμάτων, τα κάνει χρήσιμα, για πολλούς σκοπούς, στους σχεδιαστές των διαστημικών αποστολών :
Το σημείο L1 του συστήματος Γης - Ηλίου βρίσκεται πάνω στην ευθεία των δύο σωμάτων και προς την πλευρά του Ήλιου, οπότε τα διαστημόπλοια που τοποθετούνται σε σταθερή τροχιά περί αυτόν, να μπορούν να καταγράφουν τα χαρακτηριστικά του ηλιακού ανέμου, πριν αυτός φθάσει στη Γη.
Ένα παράδειγμα αποτελεί ο επιστημονικός δορυφόρος της ESA, MAP, SOHO αλλά και το Genesis που τέθηκε σε μια τροχιά περί το σημείο ισορροπίας Lagrange L1.
Όλα τα σημεία Lagrange του συστήματος Γης - Ηλίου (εκτός του σημείου L3) μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως περιοχές τοποθέτησης μεγάλων διαστημικών τηλεσκοπίων. Οι θέσεις αυτές προσφέρονται για εύκολη επικοινωνία με τη Γη αλλά και για καλύτερες και περισσότερες παρατηρήσεις, καθώς στο οπτικό πεδίο του τηλεσκοπίου δεν θα παρεμβάλλεται ο γήινος όγκος, όπως συμβαίνει με το Hubble (αφού όλα τα σημεία Lagrange Γης - Ηλίου βρίσκονται τουλάχιστον 1,5 εκατ. χλμ. από τη Γη). Ήδη, το επόμενο μεγάλο διαστημικό τηλεσκόπιο που σχεδιάζεται (Next Generation Space Telescope), προβλέπεται να τοποθετηθεί σε σταθερή τροχιά γύρω από το σημείο L2 του συστήματος Γης - Ηλίου.
Το γεγονός πως τα σημεία Lagrange είναι σημεία ισορροπίας, σημαίνει πως στην περιοχή τους η Βαρυτική Δύναμη είναι σχεδόν ανύπαρκτη. Δηλαδή ένας δορυφόρος που εκκινεί το ταξίδιό του από εκεί, μπορεί με μια μικρή μεταβολή της ταχύτητας του (δηλαδή χωρίς μεγάλη κατανάλωση καυσίμων) να αλλάξει σημαντικά την τροχιά του.
Υποσημειώσεις[]
Εσωτερική Αρθρογραφία[]
Βιβλιογραφία[]
Ιστογραφία[]
- Ομώνυμο άρθρο στην Βικιπαίδεια
- Ομώνυμο άρθρο στην Livepedia
- Ομώνυμο άρθρο στην Astronomia
- physics4u.gr
- [ ]
 Κίνδυνοι Χρήσης
|
|---|
|
Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες "Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι Επίσης, |
- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν
- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)