Müəyyən kütləli iki kosmik cismin fırlanma sistemində kosmosda kiçik kütləli hər hansı bir cismi yerləşdirməklə onu bu iki fırlanma cismi ilə müqayisədə sabit vəziyyətdə sabitləyə biləcəyiniz nöqtələr var.. Bu nöqtələrə Laqranj nöqtələri deyilir. Məqalədə onların insanlar tərəfindən necə istifadə edildiyi müzakirə olunacaq.
Laqrange nöqtələri nədir?
Bu məsələni başa düşmək üçün üç fırlanan cismin probleminin həllinə müraciət etmək lazımdır ki, onlardan ikisi elə kütləyə malikdir ki, üçüncü cismin kütləsi onlarla müqayisədə cüzidir. Bu halda kosmosda hər iki kütləvi cismin cazibə sahələrinin bütün fırlanan sistemin mərkəzdənqaçma qüvvəsini kompensasiya edəcəyi mövqelər tapmaq mümkündür. Bu mövqelər Lagrange nöqtələri olacaq. Kiçik kütləli bir cismi onların içərisinə yerləşdirməklə, onun iki kütləvi cismin hər birinə olan məsafələrinin özbaşına uzun müddət necə dəyişmədiyini müşahidə etmək olar. Burada peykin həmişə olduğu geostasionar orbitlə bənzətmə çəkə bilərikyer səthinin bir nöqtəsindən yuxarıda yerləşir.
Aydınlaşdırmaq lazımdır ki, kənar müşahidəçiyə nisbətən Laqranj nöqtəsində yerləşən (buna sərbəst nöqtə və ya L nöqtəsi də deyilir) cismin hər iki cismin ətrafında böyük kütlə ilə hərəkət edir., lakin sistemin qalan iki cismin hərəkəti ilə birlikdə bu hərəkət elə bir xarakterə malikdir ki, onların hər birinə münasibətdə üçüncü cisim istirahətdədir.
Bu nöqtələrdən neçəsi və harada yerləşir?
Tamamilə istənilən kütləyə malik iki cismin fırlanması sistemi üçün adətən L1, L2, L3, L4 və L5 ilə işarələnən cəmi beş L nöqtəsi vardır. Bütün bu nöqtələr nəzərdən keçirilən cisimlərin fırlanma müstəvisində yerləşir. İlk üç nöqtə iki cismin kütlə mərkəzlərini elə birləşdirən xətt üzərindədir ki, L1 cisimlər arasında, L2 və L3 isə cisimlərin hər birinin arxasında yerləşir. L4 və L5 nöqtələri elə yerləşdirilib ki, onların hər birini sistemin iki gövdəsinin kütlə mərkəzləri ilə birləşdirsəniz, fəzada iki eyni üçbucaq əldə edəcəksiniz. Aşağıdakı şəkildə bütün Yer-Günəş Laqranj nöqtələri göstərilir.
Şəkildəki mavi və qırmızı oxlar müvafiq sərbəst nöqtəyə yaxınlaşdıqda yaranan qüvvənin istiqamətini göstərir. Şəkildən görünür ki, L4 və L5 nöqtələrinin sahələri L1, L2 və L3 nöqtələrinin sahələrindən xeyli böyükdür.
Tarixi məlumat
Üç fırlanan cisim sistemində sərbəst nöqtələrin mövcudluğu ilk dəfə 1772-ci ildə italyan-fransız riyaziyyatçısı Cozef Lui Laqranj tərəfindən sübut edilmişdir. Bunun üçün alim bəzi fərziyyələr irəli sürməli idi vəNyuton mexanikasından fərqli olaraq öz mexanikanızı inkişaf etdirin.
Laqrange ideal dairəvi orbitlər üçün onun adı ilə adlandırılan L nöqtələrini hesabladı. Əslində, orbitlər elliptikdir. Sonuncu fakt ona gətirib çıxarır ki, artıq Laqranj nöqtələri yoxdur, lakin elə sahələr var ki, orada kiçik kütləli üçüncü cismin iki kütləvi cismin hər birinin hərəkətinə bənzər dairəvi hərəkət edir.
Sərbəst nöqtə L1
Laqranj nöqtəsinin L1 varlığını aşağıdakı mülahizələrdən istifadə etməklə sübut etmək asandır: Keplerin üçüncü qanununa görə Günəş və Yeri misal götürək, cisim öz ulduzuna nə qədər yaxındırsa, onun ulduzu da bir o qədər qısa olur. bu ulduz ətrafında fırlanma müddəti (cismin fırlanma dövrünün kvadratı bədəndən ulduza olan orta məsafənin kubuna düz mütənasibdir). Bu o deməkdir ki, Yerlə Günəş arasında yerləşən istənilən cisim ulduzun ətrafında planetimizdən daha sürətli fırlanacaq.
Lakin Kepler qanunu ikinci cismin, yəni Yerin cazibə qüvvəsinin təsirini nəzərə almır. Bu faktı nəzərə alsaq, o zaman güman edə bilərik ki, kiçik kütləli üçüncü cismin Yerə nə qədər yaxın olması, Yerin günəş cazibəsinə qarşı müqavimətinin bir o qədər güclü olacağıdır. Nəticədə elə bir məqam yaranacaq ki, Yerin cazibə qüvvəsi üçüncü cismin Günəş ətrafında fırlanma sürətini elə ləngitəcək ki, planetlə cismin fırlanma dövrləri bərabərləşəcək. Bu sərbəst nöqtə L1 olacaq. Yerdən Laqranc L1 nöqtəsinə qədər olan məsafə planetin ətrafdakı orbitinin radiusunun 1/100-ə bərabərdir.ulduzdur və 1,5 milyon km-dir.
L1 sahəsi necə istifadə olunur? Günəş radiasiyasını müşahidə etmək üçün ideal yerdir, çünki burada heç vaxt günəş tutulması baş vermir. Hazırda L1 regionunda günəş küləyinin tədqiqi ilə məşğul olan bir neçə peyk yerləşir. Onlardan biri Avropanın süni peyki SOHO-dur.
Bu Yer-Ay Laqranj nöqtəsinə gəlincə, o, Aydan təxminən 60.000 km məsafədə yerləşir və kosmik gəmilərin və peyklərin Aya və Aya göndərilməsi zamanı "tranzit" nöqtəsi kimi istifadə olunur.
Sərbəst nöqtə L2
Əvvəlki vəziyyətə bənzər şəkildə mübahisə edərək belə nəticəyə gələ bilərik ki, daha kiçik kütləsi olan bir cismin orbitindən kənarda olan iki inqilab cismi sistemində mərkəzdənqaçma qüvvəsinin azalmasının kompensasiya edildiyi sahə olmalıdır. daha kiçik kütləli bir cismin və daha böyük kütləli bir cismin ətrafında üçüncü cismin fırlanma dövrlərinin uyğunlaşmasına səbəb olan bu cismin cazibə qüvvəsi. Bu sahə pulsuz L2 nöqtəsidir.
Günəş-Yer sistemini nəzərə alsaq, onda bu Laqranj nöqtəsinə qədər planetdən olan məsafə tam olaraq L1 nöqtəsi ilə eyni olacaq, yəni 1,5 milyon km, yalnız L2 Yerin arxasında və ondan uzaqda yerləşir. Günəşdən. Yerin mühafizəsi səbəbindən L2 bölgəsində günəş radiasiyasının təsiri olmadığı üçün burada müxtəlif peyklər və teleskoplar olan Kainatı müşahidə etmək üçün istifadə olunur.
Yer-Ay sistemində L2 nöqtəsi Yerin təbii peykinin arxasında ondan 60.000 km məsafədə yerləşir. Ayda L2Ayın uzaq tərəfini müşahidə etmək üçün istifadə edilən peyklər var.
Sərbəst xallar L3, L4 və L5
Günəş-Yer sistemindəki L3 nöqtəsi ulduzun arxasındadır, ona görə də onu Yerdən müşahidə etmək mümkün deyil. Nöqtə heç bir şəkildə istifadə edilmir, çünki o, Venera kimi digər planetlərin cazibə qüvvəsinin təsiri ilə qeyri-sabitdir.
L4 və L5 nöqtələri ən sabit Laqranj bölgələridir, ona görə də demək olar ki, hər planetin yaxınlığında asteroidlər və ya kosmik toz var. Məsələn, Ayın bu Laqranc nöqtələrində yalnız kosmik toz var, Troya asteroidləri isə Yupiterin L4 və L5 nöqtələrində yerləşir.
Pulsuz nöqtələr üçün digər istifadələr
Peyklərin quraşdırılması və kosmosu müşahidə etməklə yanaşı, Yerin və digər planetlərin Laqranc nöqtələri kosmosa səyahət üçün də istifadə edilə bilər. Nəzəriyyədən belə nəticə çıxır ki, müxtəlif planetlərin Laqranc nöqtələrindən keçmək enerji baxımından əlverişlidir və az enerji tələb edir.
Yerin L1 nöqtəsindən istifadənin digər maraqlı nümunəsi ukraynalı məktəblinin fizika layihəsi idi. O, bu əraziyə Yeri dağıdıcı günəş küləyindən qoruyacaq asteroid toz buludunun yerləşdirilməsini təklif edib. Beləliklə, nöqtə bütün mavi planetin iqliminə təsir etmək üçün istifadə edilə bilər.
