กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 16 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ใน กลศาสตร์ท้องฟ้า จุด ลากรางจ์ ( / l ə ˈ ɡ r ɑː n dʒ / ) หรือที่เรียกว่า จุดลากรางจ์ หรือ จุดลิเบรชัน เป็นจุด สมดุล สำหรับวัตถุมวลน้อยภายใต้ อิทธิพล แรงโน้มถ่วง ของวัตถุมวลมากสอง.

จุดลากรางจ์

จุดลากรองจ์ในระบบสุริยะ-โลก (ไม่ได้แสดงตามสเกลจริง) ภาพนี้มองจากทางทิศเหนือ ทำให้วงโคจรของโลกหมุนทวนเข็มนาฬิกา
แผนภาพแสดงเส้นชั้น ความชัน ของศักยภาพประสิทธิผลอันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงและแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเสมือนของระบบสองวัตถุในกรอบอ้างอิงแบบหมุน ลูกศรแสดงถึงความชันที่ลดลงของศักยภาพรอบจุดลากรางจ์ทั้งห้าจุด โดยชี้เข้าหาจุดเหล่านั้น ( สีแดง ) และชี้ออกจากจุดเหล่านั้น ( สีน้ำเงิน ) ที่น่าประหลาดใจคือ จุด L4 L5 จุดสูงสุดของศักยภาพ ณ จุดเหล่านั้น แรงทั้งสองจะสมดุลกัน

ในกลศาสตร์ท้องฟ้าจุดลากรางจ์ ( / l ə ˈ ɡ r ɑː n / ) หรือที่เรียกว่าจุดลากรางจ์หรือจุดลิเบรชันเป็นจุดสมดุลสำหรับวัตถุมวลน้อยภายใต้ อิทธิพล แรงโน้มถ่วงของวัตถุมวลมากสอง ดวง ที่โคจรอยู่ในทางคณิตศาสตร์ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาสามวัตถุแบบจำกัด[ 1 ]

โดยปกติแล้ว วัตถุขนาดใหญ่สองชิ้นจะออกแรงดึงดูดที่ไม่สมดุล ณ จุดหนึ่ง ทำให้วงโคจรของวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ ณ จุดนั้นเปลี่ยนแปลงไป ที่จุดลากรางจ์แรงดึงดูดของวัตถุขนาดใหญ่สองชิ้นและแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเสมือนจะสมดุลกัน[ 2 ]สิ่งนี้ทำให้จุดลากรางจ์เป็นตำแหน่งที่ยอดเยี่ยมสำหรับดาวเทียม เนื่องจากการแก้ไขวงโคจรและด้วยเหตุนี้ความต้องการเชื้อเพลิงที่จำเป็นในการรักษาวงโคจรที่ต้องการจึงอยู่ในระดับต่ำที่สุด

สำหรับวัตถุโคจรสองดวงใดๆ ก็ตาม จะมีจุดลากรางจ์ห้าจุด คือ L1 L5 ทั้งหมดอยู่ในระนาบวงโคจรของวัตถุขนาดใหญ่ทั้งสอง เช่น ระบบดวงอาทิตย์-โลก มีจุดลากรางจ์ห้าจุด และระบบโลก-ดวงจันทร์ มีจุดลากรางจ์ที่แตกต่างกัน ห้าจุด , L2 L3 บนเส้นตรงที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางของวัตถุขนาดใหญ่ทั้งสอง ในขณะที่ L4 L5 จุดทำหน้าที่เป็นจุดยอด ที่สาม ของสามเหลี่ยมด้านเท่าที่เกิดจากจุดศูนย์กลางของวัตถุขนาดใหญ่ทั้งสอง

เมื่ออัตราส่วนมวลของวัตถุทั้งสองมีขนาดใหญ่พอ จุด L4 L5 เป็นจุดเสถียร ซึ่งหมายความว่าวัตถุสามารถโคจรรอบจุดเหล่านี้ได้ และจุดเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะดึงดูดวัตถุอื่นเข้าหากัน ดาวเคราะห์หลายดวงมีดาวเคราะห์น้อยโทรจันอยู่ใกล้จุด L4 L5 เทียบกับดวงอาทิตย์ โดยเฉพาะดาวพฤหัสบดีมีดาวเคราะห์น้อยโทรจันมากกว่าหนึ่งล้านดวง

จุดลากรางจ์บางจุดถูกนำมาใช้ในการสำรวจอวกาศ จุดลากรางจ์ที่สำคัญสองจุดในระบบสุริยะ-โลกคือ L1 อยู่ระหว่างดวงอาทิตย์และโลก และ L2 อยู่บนเส้นเดียวกันที่ด้านตรงข้ามของโลก ทั้งสองจุดอยู่นอกวงโคจรของดวงจันทร์ ปัจจุบันดาวเทียมเทียมที่เรียกว่าDeep Space Climate Observatory (DSCOVR) ตั้งอยู่ที่ L1 ศึกษาลมสุริยะที่พัดมาจากดวงอาทิตย์มายังโลก และเพื่อตรวจสอบสภาพภูมิอากาศของโลกโดยการถ่ายภาพและส่งกลับมา[ 3 ]กล้องโทรทัศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ซึ่งเป็นหอดูดาวอวกาศอินฟราเรดที่ทรงพลัง ตั้งอยู่ที่ L2 [ ]ซึ่งทำให้แผ่นบังแดดของดาวเทียมสามารถปกป้องกล้องโทรทัศน์จากแสงและความร้อนของดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์พร้อมกันโดยไม่จำเป็นต้องหมุนแผ่นบังแดด กล้องโทรทัศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมันก็มีแผนที่จะเริ่มใช้งานที่จุดลากรางจ์ L1 และ L2 ปี 2027 เช่นกัน จุดลากรางจ์ L1 L2 ห่างจากโลก ประมาณ 1,500,000 กิโลเมตร (930,000 ไมล์)  

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ไกอา (Gaia)รุ่นก่อนหน้าขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ยูคลิด (Euclid ) ที่เพิ่งปล่อยขึ้นสู่อวกาศ ก็โคจรรอบจุด L2 วงโคจรลิสซาจูส์ (Lissajous)ที่แคบกว่ารอบจุด L2 ในขณะที่ยูคลิดโคจรในวงโคจรแบบฮาโลคล้ายกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็ด (JWST) กล้องโทรทรรศน์อวกาศแต่ละแห่งได้รับประโยชน์จากการอยู่ห่างจากเงาของโลกมากพอที่จะใช้แผงโซลาร์เซลล์เป็นแหล่งพลังงาน จากการที่ไม่ต้องการพลังงานหรือเชื้อเพลิงมากนักในการรักษาวงโคจร จากการที่ไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กโลก และจากการที่มีเส้นทางการมองเห็นโดยตรงไปยังโลกสำหรับการถ่ายโอนข้อมูล

ประวัติศาสตร์

จุดลากรางจ์สามจุดที่เรียงตัวกัน (L , L , L ) ถูกค้นพบโดยนักคณิตศาสตร์ชาวสวิสLeonhard Euler ประมาณปี 1750 ซึ่งเป็นเวลาหนึ่งทศวรรษก่อนที่ Joseph-Louis Lagrangeชาวอิตาลีจะค้นพบอีกสองจุดที่เหลือ (L และ L ) [ 5 ] [ 6 ]

ในปี ค.ศ. 1772 ลากรองจ์ได้ตีพิมพ์ "เรียงความเกี่ยวกับปัญหาสามวัตถุ " ในบทแรก เขาได้พิจารณาปัญหาสามวัตถุทั่วไป จากนั้นในบทที่สอง เขาได้แสดงให้เห็นถึงสองวิธีแก้ปัญหารูปแบบคงที่ พิเศษ คือ แบบเส้นตรงและแบบสามเหลี่ยมด้านเท่า สำหรับมวลสามก้อนใดๆ ที่มีวงโคจรเป็นวงกลม[ 7 ]

จุดลากรางจ์

จุดลากรางจ์ทั้งห้าจุดมีชื่อเรียกและคำจำกัดความดังต่อไปนี้:

ล. คะแนน

จุดL อยู่บนเส้นที่กำหนดระหว่างมวลขนาดใหญ่สองมวลM และM เป็นจุดที่แรงดึงดูดของM และM รวมกันจนเกิดสมดุล วัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ใกล้กว่าโลกโดยทั่วไปจะมีคาบการโคจรที่สั้นกว่าโลก แต่สิ่งนี้ไม่ได้คำนึงถึงผลกระทบของแรงดึงดูดของโลก หากวัตถุอยู่ตรงกลางระหว่างโลกและดวงอาทิตย์แรงโน้มถ่วงของโลกจะต้านทานแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ที่มีต่อวัตถุ ทำให้คาบการโคจรของวัตถุเพิ่มขึ้น ยิ่งวัตถุอยู่ใกล้โลกมากเท่าใด ผลกระทบนี้ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ที่ จุด L คาบการโคจรของวัตถุจะเท่ากับคาบการโคจรของโลกพอดีL อยู่ห่างจากโลกประมาณ 1.5  ล้านกิโลเมตร หรือ 0.01 auในทิศทางของดวงอาทิตย์[ 1 ]

จุดL

จุดL อยู่บนเส้นตรงที่ลากผ่านมวลขนาดใหญ่สองก้อนที่อยู่เลยมวลที่เล็กกว่าไป ณ จุดนี้ แรงโน้มถ่วงรวมของมวลขนาดใหญ่สองก้อนจะสมดุลกับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่กระทำต่อวัตถุที่จุดL โดยปกติแล้ว คาบการโคจรของวัตถุที่อยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ของโลกจะมากกว่าของโลก แรงดึงดูดของโลกที่เพิ่มขึ้นจะลดคาบการโคจรของวัตถุลง และที่ จุด L คาบการโคจรนั้นจะเท่ากับของโลก เช่นเดียวกับ L จุด L อยู่ห่างจากโลกประมาณ 1.5  ล้านกิโลเมตร หรือ 0.01 au (ห่างจากดวงอาทิตย์) ตัวอย่างของยานอวกาศที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานใกล้กับจุด L ระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ คือกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์[ 8 ]ตัวอย่างก่อนหน้านี้ ได้แก่Wilkinson Microwave Anisotropy ProbeและPlanck ซึ่ง เป็น รุ่นต่อมา

L จุด

จุดL3อยู่บนเส้นที่กำหนดโดยมวลขนาดใหญ่สองก้อน โดยอยู่เลยมวลที่ใหญ่กว่าไป ในระบบสุริยะ-โลกL3 อยู่ด้านตรงข้ามของดวงอาทิตย์ อยู่เลยวงโคจรของโลกไปเล็กน้อย และอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางมวลของระบบสุริยะ-โลกมากกว่าที่โลกอยู่เล็กน้อย ตำแหน่ง เกิดขึ้นเนื่องจากดวงอาทิตย์ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของโลกด้วย ดังนั้นจึงโคจรรอบจุดศูนย์กลาง มวลของทั้งสองระบบ ซึ่งอยู่ภายในตัวดวงอาทิตย์ หากพิจารณาเฉพาะแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ วัตถุที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ในระยะเท่ากับโลกจะมีคาบการโคจรหนึ่งปี แต่หากวัตถุอยู่ด้านตรงข้ามของดวงอาทิตย์จากโลกและอยู่ในแนวเดียวกันกับทั้งสองระบบ จะ "รู้สึก" ถึงแรงโน้มถ่วงของโลกที่เพิ่มเข้ามาเล็กน้อยจากแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ ดังนั้นจึงต้องโคจรอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางมวลของโลกและดวงอาทิตย์มากขึ้นเล็กน้อยเพื่อให้มีคาบการโคจรหนึ่งปีเท่ากัน ณ จุด L แรงดึงดูดรวมของโลกและดวงอาทิตย์ทำให้วัตถุโคจรด้วยคาบเวลาเดียวกับโลก ซึ่งในทางปฏิบัติแล้วโคจรรอบมวลโลก+ดวงอาทิตย์โดยมีจุดศูนย์กลางมวลของโลก-ดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดโฟกัสจุดหนึ่งของวงโคจร สำหรับข้อโต้แย้งข้างต้น สิ่งสำคัญคือต้องแยกแยะความแตกต่างระหว่างจุดศูนย์กลางของดวงอาทิตย์และจุดศูนย์กลางมวลของโลก-ดวงอาทิตย์ ระยะทางระหว่าง จุด L และจุดศูนย์กลางของดวงอาทิตย์นั้นน้อยกว่าระยะทางระหว่างจุดศูนย์กลางของโลกและจุดศูนย์กลางของดวงอาทิตย์[ 9 ]

คะแนนL และL

ความเร่งโน้มถ่วงที่L

จุดL และL สามเหลี่ยมด้านเท่าสอง รูป ในระนาบวงโคจรซึ่งมีฐานร่วมกันคือเส้นตรงที่เชื่อมระหว่างจุดศูนย์กลางของมวลทั้งสอง โดยที่จุดดังกล่าวจะอยู่ด้านหน้า ( L ) หรือด้านหลัง ( L ) มวลที่เล็กกว่า 60° เมื่อเทียบกับวงโคจรของมันรอบมวลที่ใหญ่กว่า

ความเสถียร

จุดสามเหลี่ยม ( L และL ) เป็นจุดสมดุลที่เสถียร หากอัตราส่วนของ⁠M 1 M มากกว่า 24.96 [ a ] กรณีนี้เกิดขึ้นกับระบบดวงอาทิตย์ -โลก ระบบดวงอาทิตย์-ดาวพฤหัสบดี และระบบโลก-ดวงจันทร์ โดยมีค่าน้อยกว่า เมื่อวัตถุที่จุดเหล่านี้ถูกรบกวน มันจะเคลื่อนที่ออกไปจากจุดนั้น แต่ปัจจัยตรงข้ามกับปัจจัยที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงจากการรบกวน (ไม่ว่าจะเป็นแรงโน้มถ่วงหรือความเร็วที่เกิดจากโมเมนตัมเชิงมุม) ก็จะเพิ่มขึ้นหรือลดลงเช่นกัน ทำให้เส้นทางของวัตถุโค้งงอเป็นวงโคจรที่เสถียร รูปทรงคล้ายเมล็ดถั่วรอบจุดนั้น (ดังที่เห็นในกรอบอ้างอิงที่หมุนรอบตัวเอง) [ 10 ]

จุดL1 L2และL3เป็นตำแหน่งสมดุลที่ไม่เสถียรใดๆ ที่โคจรอยู่ที่L1 , L2หรือL3 จะมีแนวโน้มที่จะหลุดออกจากวงโคจร ดังนั้น จึง หา ควบคุมการรักษาระดับวงโคจรปริมาณเล็กน้อยแต่มีความสำคัญอย่างยิ่งรักษาระดับตำแหน่งของตนไว้

วัตถุธรรมชาติ ณ จุดลากรองจ์

เนื่องจากความเสถียรตามธรรมชาติของจุดและ L5 ทำให้วัตถุธรรมชาติมักพบโคจรอยู่ในจุดลากรางจ์เหล่านี้ของระบบดาวเคราะห์ วัตถุที่อยู่ในจุดเหล่านี้โดยทั่วไปเรียกว่า ' จัน ' หรือ 'ดาวเคราะห์น้อยโทรจัน' ชื่อนี้มาจากชื่อที่ตั้งให้กับดาวเคราะห์น้อยที่ค้นพบว่าโคจรอยู่ใน จุด L4และL5 ระหว่างดวงอาทิตย์และดาวพฤหัสบดี ซึ่งมาจากตัวละครในตำนานที่ปรากฏใน มหากาพย์ อีเลียดของโฮเมอร์ซึ่งเป็นมหากาพย์ที่เกิดขึ้นในช่วงสงครามโทรจัน ดาวเคราะห์น้อยจุดดาวพฤหัสบดี จะถูกตั้งชื่อตาม ตัวละคร กรีกในอีเลียดและเรียกว่า " ค่ายกรีก " ส่วนดาวเคราะห์ ที่ จุด L5จะถูกตั้งชื่อตามตัวละครโทรจันและเรียกว่า " ค่ายโทรจัน " ทั้งสองค่ายถือเป็นวัตถุประเภทโทรจัน

เนื่องจากดวงอาทิตย์และดาวพฤหัสบดีเป็นวัตถุที่มีมวลมากที่สุดสองดวงในระบบสุริยะ จึงมีการค้นพบกลุ่มดาวโทรจันระหว่างดวงอาทิตย์และดาวพฤหัสบดีมากกว่าคู่ของวัตถุอื่นๆ อย่างไรก็ตาม จำนวนวัตถุที่รู้จัก ณ จุดลากรางจ์ของระบบวงโคจรอื่นๆ นั้นมีจำนวนน้อยกว่า

วัตถุที่โคจรเป็นรูปเกือกม้าบางครั้งถูกเรียกผิดว่าเป็นโทรจัน แต่จริงๆ แล้ววัตถุเหล่านั้นไม่ได้อยู่ตรงจุดลากรางจ์ วัตถุที่ทราบกันว่าโคจรเป็นรูปเกือกม้า ได้แก่3753 ครูอิธ เน ที่โคจรรอบโลก และดวง จันทร์เอพิเมเทอุสและยานัสของดาวเสาร์

รายละเอียดทางกายภาพและคณิตศาสตร์

การแสดงภาพความสัมพันธ์ระหว่างจุดลากรางจ์ (สีแดง) ของดาวเคราะห์ (สีน้ำเงิน) ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ (สีเหลือง) ในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา และศักยภาพที่มีประสิทธิภาพในระนาบที่บรรจุวงโคจร (แบบจำลองแผ่นยางสีเทาที่มีเส้นโค้งสีม่วงของศักยภาพที่เท่ากัน) [ 20 ]คลิกเพื่อดูภาพเคลื่อนไหว

จุดลากรางจ์คือคำตอบที่มีรูปแบบคงที่ของปัญหาวัตถุสามชิ้น แบบจำกัด ตัวอย่างเช่น เมื่อมีวัตถุขนาดใหญ่สองชิ้นโคจรรอบจุดศูนย์กลาง มวลร่วมกัน จะมีตำแหน่งห้าตำแหน่งในอวกาศที่สามารถวางวัตถุชิ้นที่สามซึ่งมีมวล น้อยมากได้ โดยที่ตำแหน่งของมันจะคงที่เมื่อเทียบกับวัตถุขนาดใหญ่ทั้งสองชิ้นนั้น เนื่องจากแรงโน้มถ่วงรวมของวัตถุขนาดใหญ่ทั้งสองชิ้นนั้นให้แรงสู่ศูนย์กลางที่พอดีซึ่งจำเป็นต่อการรักษาการเคลื่อนที่แบบวงกลมที่สอดคล้องกับการโคจรของพวกมัน

อีกทางเลือกหนึ่ง เมื่อพิจารณาในกรอบอ้างอิงแบบหมุนที่ตรงกับความเร็วเชิงมุมของวัตถุสองชิ้นที่โคจรร่วมกัน ณ จุดลากรางจ์สนามโน้มถ่วง รวม ของวัตถุมวลมากสองชิ้นจะสมดุลกับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเสมือนทำให้วัตถุชิ้นที่สามซึ่งมีขนาดเล็กกว่าสามารถอยู่นิ่ง (ในกรอบอ้างอิงนี้) เมื่อเทียบกับวัตถุสองชิ้นแรกได้

ตำแหน่งของ L คือคำตอบของสมการต่อไปนี้ โดยแรงโน้มถ่วงเป็นตัวให้แรงสู่ศูนย์กลาง: เอ็ม1(อาร์)2เอ็ม22=(เอ็ม1เอ็ม1+เอ็ม2อาร์)เอ็ม1+เอ็ม2อาร์3{\displaystyle {\frac {M_{1}}{(Rr)^{2}}}-{\frac {M_{2}}{r^{2}}}=\left({\frac {M_{1}}{M_{1}+M_{2}}}Rr\right){\frac {M_{1}+M_{2}}{R^{3}}}} โดยที่rคือระยะห่างของจุด L1 วัตถุขนาดเล็กRคือระยะห่างระหว่างวัตถุหลักทั้งสอง และM1และM2คือมวลของวัตถุขนาดใหญ่และขนาดเล็กตามลำดับ ปริมาณในวงเล็บทางด้านขวาคือระยะห่างของ L1 จุดศูนย์กลางมวล คำตอบสำหรับrคือรากจริง เพียงรากเดียว ฟังก์ชันกำลังห้าไปนี้

x5+(μ3)x4+(32μ)x3(μ)x2+(2μ)xμ=0{\displaystyle x^{5}+(\mu -3)x^{4}+(3-2\mu )x^{3}-(\mu )x^{2}+(2\mu )x-\mu =0} ที่ไหนμ=เอ็ม2เอ็ม1+เอ็ม2{\displaystyle \mu ={\frac {M_{2}}{M_{1}+M_{2}}}} คือเศษส่วนมวลของM และx=อาร์{\displaystyle x={\frac {r}{R}}} คือระยะทางที่ปรับให้เป็นมาตรฐาน หากมวลของวัตถุขนาดเล็กกว่า ( )น้อยกว่ามวลของวัตถุขนาดใหญ่กว่า ( )มากL1และL2จะอยู่ห่างจากวัตถุขนาดเล็กกว่าเป็นระยะประมาณเท่ากันที่ระยะrซึ่งเท่ากับรัศมีของฮิลล์กำหนดโดย: อาร์μ33{\displaystyle r\approx R{\sqrt[{3}]{\frac {\mu }{3}}}}

เราอาจเขียนประโยคนี้ได้อีกแบบว่า: เอ็ม233เอ็ม1อาร์3{\displaystyle {\frac {M_{2}}{r^{3}}}\approx 3{\frac {M_{1}}{R^{3}}}} เนื่องจาก อิทธิพลของ แรงดึงดูดระหว่างวัตถุกับน้ำขึ้นน้ำลงแปรผันตรงกับมวลของวัตถุนั้นหารด้วยระยะทางยกกำลังสาม นั่นหมายความว่าอิทธิพลของแรงดึงดูดระหว่างวัตถุกับน้ำขึ้นน้ำลงของวัตถุขนาดเล็กกว่า ณ จุด L1 L2 มีค่าประมาณสามเท่าของวัตถุนั้น เราอาจเขียนได้อีกแบบว่า: ρ2(2)33ρ1(1อาร์)3{\displaystyle \rho _{2}\left({\frac {d_{2}}{r}}\right)^{3}\approx 3\rho _{1}\left({\frac {d_{1}}{R}}\right)^{3}} โดยที่ρ และρ คือความหนาแน่นเฉลี่ยของวัตถุทั้งสอง และd และd คือเส้นผ่านศูนย์กลางของวัตถุทั้งสอง อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางต่อระยะทางจะให้มุมที่วัตถุนั้นทำกับพื้นผิว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมื่อมองจากจุดลากรางจ์ทั้งสองนี้ ขนาดที่ปรากฏของวัตถุทั้งสองจะคล้ายกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากความหนาแน่นของวัตถุที่เล็กกว่ามีค่าประมาณสามเท่าของวัตถุที่ใหญ่กว่า เช่นในกรณีของโลกและดวงอาทิตย์

ระยะทางนี้สามารถอธิบายได้ว่า เป็นระยะที่คาบการโคจรซึ่งสอดคล้องกับวงโคจรวงกลมที่มีระยะทางนี้เป็นรัศมีรอบM ในกรณีที่ไม่มีM นั้น คือ คาบการโคจรของM รอบM หารด้วย3 ≈ 1.73: ที,เอ็ม2()=ทีเอ็ม2,เอ็ม1(อาร์)3.{\displaystyle T_{s,M_{2}}(r)={\frac {T_{M_{2},M_{1}}(R)}{\sqrt {3}}}.}

แอล

จุดลาก รางจ์ L2 ระบบดวงอาทิตย์ - โลก

ตำแหน่งของ L2 คำตอบของสมการต่อไปนี้ โดยแรงโน้มถ่วงเป็นตัวให้แรงสู่ศูนย์กลาง: เอ็ม1(อาร์+)2+เอ็ม22=(เอ็ม1เอ็ม1+เอ็ม2อาร์+)เอ็ม1+เอ็ม2อาร์3{\displaystyle {\frac {M_{1}}{(R+r)^{2}}}+{\frac {M_{2}}{r^{2}}}=\left({\frac {M_{1}}{M_{1}+M_{2}}}R+r\right){\frac {M_{1}+M_{2}}{R^{3}}}} โดยมีพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้เช่นเดียวกับกรณี L สมการกำลังห้าที่สอดคล้องกันคือ x5+x4(3μ)+x3(32μ)x2(μ)x(2μ)μ=0{\displaystyle x^{5}+x^{4}(3-\mu )+x^{3}(3-2\mu )-x^{2}(\mu )-x(2\mu )-\mu =0}

เช่นเดียวกัน หากมวลของวัตถุขนาดเล็กกว่า ( มีค่าน้อยกว่ามวลของวัตถุขนาดใหญ่กว่า ( M1 ) มาก L2 อยู่ที่รัศมีโดยประมาณของทรงกลมฮิลล์ซึ่งกำหนดโดย: อาร์μ33{\displaystyle r\approx R{\sqrt[{3}]{\frac {\mu }{3}}}}

ข้อสังเกตเดียวกันเกี่ยวกับอิทธิพลของกระแสน้ำและขนาดที่ปรากฏนั้นใช้ได้กับจุด L เช่น กัน ตัวอย่างเช่น รัศมีเชิงมุมของดวงอาทิตย์เมื่อมองจากจุด L คือ arcsin( 695.5 × 10 3 /151.1 × 10 6)  0.264° ในขณะที่ของโลกคือ arcsin( 6371 /1.5 × 10 6)  0.242° เมื่อมองไปยังดวงอาทิตย์จาก Lจะเห็นแบบวงแหวน ยานอวกาศไกอาจำเป็นต้องโคจรตามวงโคจรลิสซาจูส์หรือวงโคจรฮาโลรอบ Lเพื่อให้แผงโซลาร์เซลล์ได้รับแสงอาทิตย์อย่างเต็มที่

แอล

ตำแหน่งของ L คือคำตอบของสมการต่อไปนี้ โดยแรงโน้มถ่วงเป็นตัวให้แรงสู่ศูนย์กลาง: เอ็ม1(อาร์)2+เอ็ม2(2อาร์)2=(เอ็ม2เอ็ม1+เอ็ม2อาร์+อาร์)เอ็ม1+เอ็ม2อาร์3{\displaystyle {\frac {M_{1}}{\left(Rr\right)^{2}}}+{\frac {M_{2}}{\left(2R-r\right)^{2}}}=\left({\frac {M_{2}}{M_{1}+M_{2}}}R+Rr\right){\frac {M_{1}+M_{2}}{R^{3}}}} โดยมีพารามิเตอร์M , M และRที่กำหนดไว้สำหรับกรณี L และ L และrถูกกำหนดให้ระยะห่างของ L จากศูนย์กลางของวัตถุขนาดใหญ่คือR rหากมวลของวัตถุขนาดเล็ก ( M ) น้อยกว่ามวลของวัตถุขนาดใหญ่ ( M ) แล้ว: [ 21 ] 

อาร์(1512μ).{\displaystyle r\approx R(1-{\tfrac {5}{12}}\mu ).}

ดังนั้นระยะห่างจาก L3 วัตถุขนาดใหญ่จึงน้อยกว่าระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง (ถึงแม้ว่าระยะห่างระหว่าง L3 จุดศูนย์กลางมวลจะมากกว่าระยะห่างระหว่างวัตถุขนาดเล็กกับจุดศูนย์กลางมวลก็ตาม)

L และL

เหตุผลที่จุดเหล่านี้อยู่ในสมดุลก็คือ ที่จุดและ L5 ระยะห่างจากมวลทั้งสองเท่ากัน ดังนั้น แรงโน้มถ่วงจากวัตถุมวลมากทั้งสองจึงมีอัตราส่วนเดียวกับมวลของวัตถุทั้งสอง และแรงลัพธ์จึงกระทำผ่านจุดศูนย์กลางมวลของระบบ นอกจากนี้ รูปทรงเรขาคณิตของรูปสามเหลี่ยมยังทำให้มั่นใจได้ว่า ความเร่งลัพธ์ต่อระยะห่างจากจุดศูนย์กลางมวลมีอัตราส่วนเดียวกับของวัตถุมวลมากทั้งสอง จุดศูนย์กลางมวลเป็นทั้งจุดศูนย์กลางมวลและจุดศูนย์กลางการหมุนของระบบสามวัตถุ แรงลัพธ์จึงเป็นแรงที่จำเป็นอย่างยิ่ง ในการรักษา สมดุลวงโคจรของวัตถุขนาดเล็กที่จุดลากรางจ์กับวัตถุขนาดใหญ่กว่าอีกสองชิ้นในระบบ (อันที่จริง วัตถุชิ้นที่สามจำเป็นต้องมีมวลน้อยมาก) รูปทรงสามเหลี่ยมทั่วไปนี้ถูกค้นพบโดยลากรางจ์ขณะทำงานเกี่ยวกับปัญหาของระบบสามวัตถุ

ความเร่งเชิงรัศมี

ความเร่งเชิงรัศมีสุทธิของจุดที่โคจรไปตามแนวเส้นตรงระหว่างโลกและดวงจันทร์

ความเร่งเชิงรัศมีaของวัตถุที่โคจรอยู่ ณ จุดหนึ่งตามแนวเส้นตรงที่ลากผ่านวัตถุทั้งสองนั้น กำหนดโดย: เอ=จีเอ็ม12sgn()+จีเอ็ม2(อาร์)2sgn(อาร์)+จี((เอ็ม1+เอ็ม2)เอ็ม2อาร์)อาร์3{\displaystyle a=-{\frac {GM_{1}}{r^{2}}}\operatorname {sgn}(r)+{\frac {GM_{2}}{(Rr)^{2}}}\operatorname {sgn}(Rr)+{\frac {G{\bigl (}(M_{1}+M_{2})r-M_{2}R{\bigr )}}{R^{3}}}} โดยที่rคือระยะห่างจากวัตถุขนาดใหญ่M , Rคือระยะห่างระหว่างวัตถุหลักสองชิ้น และ sgn( x ) คือฟังก์ชันเครื่องหมายของxพจน์ในฟังก์ชันนี้แสดงถึง: แรงจากM ; แรงจากM ; และแรงสู่ศูนย์กลาง ตามลำดับ จุด L , L , L เกิดขึ้นเมื่อความเร่งเป็นศูนย์ — ดูแผนภูมิทางด้านขวา ความเร่งที่เป็นบวกคือความเร่งไปทางด้านขวาของแผนภูมิ และความเร่งที่เป็นลบคือความเร่งไปทางด้านซ้าย นั่นคือเหตุผลที่ความเร่งมีเครื่องหมายตรงข้ามกันที่ด้านตรงข้ามของหลุมแรงโน้มถ่วง

ความเสถียร

แบบจำลอง 3 มิติ STLของศักยภาพโรช (Roche potential) ระหว่างวัตถุสองดวงที่โคจรรอบกัน โดยแสดงผลครึ่งหนึ่งเป็นพื้นผิวและอีกครึ่งหนึ่งเป็นตาข่าย

แม้ว่า จุด L1 L2และ จะไม่เสถียรในทางทฤษฎี แต่มีวงโคจรคาบกึ่งเสถียรที่เรียกว่าวงโคจรฮาโล รอบจุดเหล่า นี้ในระบบสามวัตถุ ระบบพลศาสตร์nวัตถุเต็มรูป แบบ เช่นระบบสุริยะไม่ได้มีวงโคจรคาบเหล่านี้ แต่มีวงโคจร ลิสซาจูส์กึ่งคาบ (กล่าวคือ มีขอบเขตแต่ไม่ซ้ำกันอย่างแม่นยำ) ซึ่งเป็นสิ่งที่ภารกิจอวกาศแบบจุดลากรางจ์ส่วนใหญ่ใช้มาจนถึงปัจจุบัน แม้ว่าจะไม่เสถียรอย่างสมบูรณ์ แต่ความพยายามในการรักษาวงโคจรเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้ยานอวกาศอยู่ในวงโคจรลิสซาจูส์ที่ต้องการได้เป็นเวลานาน

สำหรับภารกิจสำรวจดวงอาทิตย์-โลก-L1นั้น ควรให้ยานอวกาศโคจรในวงโคจรลิสซาจูส์ที่มีแอมพลิจูดขนาดใหญ่ ( กิโลเมตรหรือ 62,000–124,000 ไมล์ ) รอบL1มากกว่าที่จะอยู่ ณ จุดเนื่องจากเส้นแบ่งระหว่างดวงอาทิตย์และโลกทำให้เกิดการรบกวน จากแสงอาทิตย์ต่อการสื่อสารระหว่างโลกและยานอวกาศเพิ่มมากขึ้น ในทำนองเดียวกัน วงโคจรลิสซาจู ที่มีแอมพลิจูดขนาดใหญ่รอบL2จะช่วยให้ยานสำรวจพ้นจากเงาของโลก จึงมั่นใจได้ว่าแผงโซลาร์เซลล์จะได้รับแสงอย่างเนื่อง  

จุดL และL มีเสถียรภาพก็ต่อเมื่อมวลของวัตถุหลัก (เช่น โลก) มีค่าอย่างน้อย 25 [ a ] ​​เท่าของมวลของวัตถุรอง (เช่น ดวงจันทร์) [ 22 ] [ 23 ]โลกมีมวลมากกว่าดวงจันทร์ถึง 81 เท่า (ดวงจันทร์มีมวลเพียง 1.23% ของมวลโลก[ 24 ] ) แม้ว่า จุด L และL จะอยู่บนยอด "เนินเขา" ดังเช่นในแผนภาพเส้นชั้นความน่าจะเป็นที่มีประสิทธิภาพข้างต้น แต่จุดเหล่านี้ก็ยังคงมีเสถียรภาพ เหตุผลของเสถียรภาพเกิดจากผลกระทบอันดับสอง: เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ออกห่างจากตำแหน่ง Lagrange ที่แน่นอนความเร่ง Coriolis (ซึ่งขึ้นอยู่กับความเร็วของวัตถุที่โคจรและไม่สามารถจำลองเป็นแผนที่เส้นชั้นความน่าจะเป็นได้) [ 23 ]จะทำให้วิถีโค้งเป็นเส้นทางรอบ ๆ (แทนที่จะออกห่างจาก) จุดนั้น[ 23 ] [ 25 ]เนื่องจากแหล่งที่มาของความเสถียรคือแรงโคริโอลิส วงโคจรที่เกิดขึ้นจึงอาจเสถียร แต่โดยทั่วไปจะไม่เป็นระนาบ แต่เป็น "สามมิติ" กล่าวคือ วงโคจรจะอยู่บนพื้นผิวที่บิดเบี้ยวซึ่งตัดกับระนาบสุริยวิถี วงโคจรรูปไตที่มักแสดงซ้อนกันรอบL และL เป็นการฉายภาพของวงโคจรบนระนาบ (เช่น สุริยวิถี) และไม่ใช่เป็นวงโคจร 3 มิติเต็มรูปแบบ

ค่าของระบบสุริยะ

จุดลากรางจ์ระหว่างดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ตามสเกลจริง (คลิกเพื่อดูจุดที่ชัดเจนขึ้น)

ตารางนี้แสดงค่าตัวอย่างของ L1 L2 L3 ระบบสุริยะ การคำนวณนี้สมมติว่าวัตถุทั้งสองโคจรเป็นวงกลมสมบูรณ์ โดยมีระยะห่างเท่ากับแกนกึ่งเอก และไม่มีวัตถุอื่นอยู่ใกล้เคียง ระยะทางวัดจากจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุที่ใหญ่กว่า (แต่โปรดดูจุดศูนย์กลางมวลโดยเฉพาะในกรณีของโลก-ดวงจันทร์และดวงอาทิตย์-ดาวพฤหัสบดี) โดย L3 ทิศทางลบ คอลัมน์เปอร์เซ็นต์แสดงระยะทางจากวงโคจรเมื่อเทียบกับแกนกึ่งเอก ตัวอย่างเช่น สำหรับดวงจันทร์คือห่าง จากศูนย์กลางโลก 326,400 กิโลเมตร ซึ่งคิดเป็น 84.9% ของระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์ หรือ 15.1% "อยู่ด้านหน้า" (เข้าหาโลก) ของดวงจันทร์; จุด L2 อยู่อยู่ ห่าง จากศูนย์กลางโลก448,900 กิโลเมตรตั้งอยู่อยู่ ห่างจากศูนย์กลางโลก 381,700 กิโลเมตร ซึ่งคิดเป็น 99.3% ของระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์ หรือ 0.7084% ของตำแหน่ง "ลบ" ของดวงจันทร์ โดยอยู่ด้านใน (เข้าหาโลก)

จุดลากรางจ์ในระบบสุริยะ
บอดี้ แอดแกนเซมิเมเจอร์, SMA ( × 10 9ม.)L ( × 10 9 ม.)1   L /SMA (%)L ( × 10 9 ม.)L /SMA   1 (%)L ( × 10 9 ม.)1 + L /SMA (%)
โลก-ดวงจันทร์0.38440.326 3915.090.448916.78−0.381 680.7084
ดวงอาทิตย์–ดาวพุธ57.90957.6890.380658.130.3815−57.9090.000 009 683
ดวงอาทิตย์–ดาวศุกร์108.21107.20.9315109.220.9373−108.210.000 1428
ดวงอาทิตย์–โลก149.598148.110.997151.11.004−149.60.000 1752
ดวงอาทิตย์–ดาวอังคาร227.94226.860.4748229.030.4763−227.940.000 018 82
ดวงอาทิตย์–ดาวพฤหัสบดี778.34726.456.667832.656.978−777.910.055 63
ดวงอาทิตย์–ดาวเสาร์1 426 .71 362 .54.4961 492 .84.635−1 426 .40.016 67
ดวงอาทิตย์–ยูเรนัส2 870 .72 801 .12.4212 941 .32.461−2 870 .60.002 546
ดวงอาทิตย์-เนปจูน4 498 .44 383 .42.5574 615 .42.602−4 498 .30.003 004

การประยุกต์ใช้ในการบินอวกาศ

ดวงอาทิตย์–โลก

ดาวเทียมACEโคจรรอบดวงอาทิตย์-โลกL
ยานอวกาศไกอา (สีเหลือง) และกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (สีน้ำเงิน) โคจรรอบดวงอาทิตย์-โลกL

L1ระหว่างดวงอาทิตย์และโลกเหมาะสำหรับการสังเกตการณ์ระบบดวงอาทิตย์-โลก วัตถุในบริเวณนี้จะไม่ถูกบดบังด้วยเงาของโลกหรือดวงจันทร์ และหากสังเกตการณ์โลก จะมองเห็นซีกโลกที่ได้รับแสงอาทิตย์เสมอ ภารกิจแรกในลักษณะนี้คือ ภารกิจ International Sun Earth Explorer 3 (ISEE-3) ในปี 1978 ซึ่งใช้เป็นเครื่องตรวจสอบพายุเตือนภัยล่วงหน้าในอวกาศสำหรับความปั่นป่วนของดวงอาทิตย์[ 26 ]ตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2015 DSCOVRได้โคจรรอบจุด L1 กล้องโทรทรรศน์สุริยะในอวกาศด้วยเนื่องจากให้มุมมองที่ไม่ถูกขัดจังหวะของดวงอาทิตย์และสภาพอากาศในอวกาศ ใดๆ (รวมถึงลมสุริยะและการปล่อยมวลโคโรนา ) ซึ่งมาถึงจุด L1 โลกถึงหนึ่งชั่วโมง ภารกิจเกี่ยวกับดวงอาทิตย์และเฮลิโอสเฟียร์ที่ตั้งอยู่รอบจุด L1 ในปัจจุบัน Solar and Heliospheric Observatory , Wind , Aditya-L MissionและAdvanced Composition Explorer ภารกิจที่วางแผนไว้ ได้แก่Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP) และNEO Surveyorแนวคิดที่สำรวจเมื่อเร็ว ๆ นี้ยังรวมถึงการวางเมมเบรนบังแสงขนาดใหญ่ที่จุด L ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ โซลูชัน การจัดการรังสีจากดวงอาทิตย์ในอวกาศเพื่อบรรเทาภาวะโลกร้อน[ 27 ] [ 28 ]

L2 ระหว่าง ดวงอาทิตย์และโลก เป็นจุดที่ สำหรับหอดูดาวในอวกาศ เนื่องจากวัตถุที่อยู่รอบL2จะรักษาตำแหน่งสัมพัทธ์เดิมเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์และโลก การป้องกันและการสอบเทียบจึงง่ายกว่ามาก อย่างไรก็ตาม มันอยู่ไกลเกินกว่าเงาของโลกเล็กน้อย[ 29 ]ดังนั้นรังสีจากดวงอาทิตย์จึงไม่ถูกปิดกั้นอย่างสมบูรณ์ที่ L2 อวกาศโดยทั่วไปจะโคจรรอบ L2 หลีกเลี่ยงสุริยุปราคาบางส่วนเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิให้คงที่ จากตำแหน่งใกล้ L2 อาทิตย์ โลก และดวงจันทร์จะอยู่ใกล้กันในท้องฟ้า ซึ่งหมายความว่าแผ่นบังแดดขนาดใหญ่ที่มีกล้องโทรทรรศน์อยู่ด้านมืดจะช่วยให้กล้องโทรทรรศน์เย็นลงได้เองจนถึงประมาณ 50 K ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับดาราศาสตร์อินฟราเรด และการสังเกตการณ์ พื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาล กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ถูกวางตำแหน่งในวงโคจรแบบฮาโลรอบ L2 วันที่ 24 มกราคม 2022

จุด L และL ระหว่างดวงอาทิตย์และโลกเป็นจุดอานม้าและไม่เสถียรแบบเอกซ์โพเนนเชียล โดยมีค่าคงที่เวลาประมาณ 23 วัน ดาวเทียมที่จุดเหล่านี้จะเคลื่อนที่ออกไปในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า เว้นแต่จะมีการแก้ไขเส้นทาง[ 10 ]

L3ระหว่างดวงอาทิตย์และโลกเป็นสถานที่ยอดนิยมในการวาง " โลกคู่ขนาน " ในนิยายวิทยาศาสตร์และหนังสือการ์ตูนแนวเยาวชนแม้ว่าความจริงแล้วการมีอยู่ของวัตถุในระบบสุริยะในตำแหน่งนี้เป็นสิ่งที่เข้าใจกันว่าเป็นไปไม่ได้ตั้งแต่มีการทำความเข้าใจกลศาสตร์วงโคจรและการรบกวนของดาวเคราะห์ต่อวงโคจรของกันและกันมานานก่อนยุคอวกาศ อิทธิพลของวัตถุขนาดเท่าโลกต่อดาวเคราะห์ดวงอื่นจะไม่ถูกมองข้ามไป และข้อเท็จจริงที่ว่าจุดโฟกัสของวงรีวงโคจรของโลกจะไม่อยู่ในตำแหน่งที่คาดไว้เนื่องจากมวลของโลกคู่ขนานนั้นก็คงไม่ถูกมองข้ามเช่นกัน อย่างไรก็ตาม จุด L3 ระหว่างดวงอาทิตย์และโลกจุดอานม้าที่อ่อนแอและไม่เสถียรแบบทวีคูณโดยมีค่าคงที่เวลาประมาณ 150 ปี[ 10 ]ยิ่งไปกว่านั้น มันไม่สามารถกักเก็บวัตถุธรรมชาติขนาดใหญ่หรือเล็กไว้ได้นานนัก เพราะแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ดวงอื่นนั้นแข็งแกร่งกว่าแรงโน้มถ่วงของโลก (ตัวอย่างเช่นดาวศุกร์โคจรเข้ามาใกล้L ในระยะ 0.3 AUทุกๆ 20 เดือน) [ 30 ]  

ยานอวกาศที่โคจรอยู่ใกล้จุด L3 ระหว่างดวงอาทิตย์และโลกสามารถตรวจสอบวิวัฒนาการของบริเวณจุดดวงอาทิตย์ที่กำลังเคลื่อนไหวอย่างใกล้ชิดก่อนที่พวกมันจะหมุนเข้าสู่ตำแหน่งที่มีผลต่อโลก เพื่อให้ศูนย์พยากรณ์อากาศอวกาศของ NOAA สามารถออกคำเตือนล่วงหน้าได้เจ็ดวัน ยิ่งไปกว่านั้น ดาวเทียมที่อยู่ใกล้จุดL3 ระหว่างดวงอาทิตย์และ โลกจะให้ข้อมูลการสังเกตการณ์ที่สำคัญมาก ไม่เพียงแต่สำหรับการพยากรณ์โลกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการสนับสนุนอวกาศห้วงลึก (การพยากรณ์ดาวอังคารและภารกิจที่มีลูกเรือไปยังดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก ) ในปี 2010 ได้มีการศึกษาเส้นทางการถ่ายโอนยานอวกาศไปยังจุด L3 ระหว่างดวงอาทิตย์และโลกมีการพิจารณาการออกแบบหลายแบบ[ 31 ]

โลก-ดวงจันทร์

L1ระหว่างโลกและดวงจันทร์ช่วยให้เข้าถึงวงโคจรของดวงจันทร์และโลกได้ง่ายขึ้นโดยมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วเพียงเล็กน้อย และนี่เป็นข้อได้เปรียบในการวางตำแหน่งสถานีอวกาศ ที่อยู่อาศัยได้ ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อช่วยขนส่งสินค้าและบุคลากรไปยังดวงจันทร์และกลับมาภารกิจSMART-1 [ 32 ]ผ่านจุด Lagrangian L1 วันที่ 11 พฤศจิกายน 2004 และผ่านเข้าไปในพื้นที่ที่ได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วง ของดวงจันทร์

Earth–Moon L ถูกใช้สำหรับดาวเทียมสื่อสารที่ครอบคลุมด้านไกลของดวงจันทร์ เช่นQueqiaoซึ่งปล่อยในปี 2018 [ 33 ]และจะเป็น "ตำแหน่งที่เหมาะสม" สำหรับคลังเชื้อเพลิงซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสถาปัตยกรรมการขนส่งอวกาศแบบคลังเชื้อเพลิงที่เสนอ[ 34 ]

จุด L และL ใน ระบบโลก-ดวงจันทร์คือตำแหน่งของเมฆฝุ่น Kordylewski [ 35 ] ชื่อของสมาคม L5 มาจากจุด Lagrangian L 4 และ 5 ระบบโลก-ดวงจันทร์ ซึ่งเสนอให้เป็นตำแหน่งสำหรับที่อยู่อาศัยในอวกาศขนาดใหญ่ที่หมุนได้ ทั้งสองตำแหน่งนี้ยังถูกเสนอให้เป็นตำแหน่งสำหรับดาวเทียมสื่อสารที่ครอบคลุมดวงจันทร์ เช่นเดียวกับดาวเทียมสื่อสารในวงโคจรแบบจีโอ ซิงโครนัส ที่ครอบคลุมโลก[ 36 ] [ 37 ]

ดวงอาทิตย์–ดาวศุกร์

นักวิทยาศาสตร์ที่มูลนิธิ B612 [ 38 ]กำลังวางแผนที่จะใช้ จุด L ของดาวศุกร์เพื่อวางตำแหน่งกล้องโทรทรรศน์ Sentinel ที่วางแผนไว้ ซึ่งมีเป้าหมายที่จะมองย้อนกลับไปยังวงโคจรของโลกและรวบรวมแคตตาล็อกของดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก[ 39 ]

ดวงอาทิตย์–ดาวอังคาร

ในปี 2017 แนวคิดในการวาง แผ่นป้องกัน ไดโพลแม่เหล็ก ที่จุด L ระหว่างดวงอาทิตย์และดาวอังคารเพื่อใช้เป็นสนามแม่เหล็กเทียมสำหรับดาวอังคารได้รับการหารือในการประชุมของ NASA [ 40 ]แนวคิดนี้คือจะช่วยปกป้องชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์จากรังสีของดวงอาทิตย์และลมสุริยะ

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุอธิบาย

  1. 1 2จริงๆแล้ว(25 + 3 69 ) / 224.959 935 7944 (ลำดับA230242ในOEIS )

อ่านเพิ่มเติม

  • Joseph-Louis, Comte Lagrange จากŒuvresเล่ม 6, «  Essai sur le Problème des Trois Corps  »— Essai (PDF) ; ที่มาเล่มที่ 6 (ผู้ดู)
    • "บทความว่าด้วยปัญหาของวัตถุสามชิ้น" โดย เจ.-แอล. ลากรองจ์ แปลจากต้นฉบับข้างต้น ในmerlyn.demon.co.uk เก็บถาวรเมื่อวันที่ 23 มิถุนายน 2019 ที่ Wayback Machine
  • ข้อพิจารณา de motu corporum coelestium — Leonhard Euler —การถอดความและการแปลที่merlyn.demon.co.uk เก็บถาวรเมื่อ 3 สิงหาคม 2020 ที่ Wayback Machine
  • คอร์นิช, นีล เจ. "คำอธิบายเกี่ยวกับจุดลากรางจ์" . Physics.Montana.edu . มหาวิทยาลัยรัฐมอนแทนา . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 5 มิถุนายน 2546
  • หลักห้าประการของลากรองจ์โดยนีล เดอกราสส์ ไทสัน
  • Stanway, Elizabeth (8 กุมภาพันธ์ 2026). "บ้านบนลากรองจ์" . มหาวิทยาลัยวอร์วิก . บล็อกเรื่องราวจักรวาล. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 8 กุมภาพันธ์ 2026 . เรียกดูเมื่อ8 กุมภาพันธ์ 2026 .
  • จุดลากรองจ์คืออะไร? — หน้าเว็บ ขององค์การอวกาศยุโรปพร้อมภาพเคลื่อนไหวที่น่าสนใจ
  • คำอธิบายจากนาซา
  • คำอธิบายเกี่ยวกับจุดลากรางจ์ — จอห์น ซี. เบซ
  • ตำแหน่งของจุดลากรองจ์ พร้อมค่าประมาณ —เดวิด ปีเตอร์ สเติร์น
  • รายการ Astronomy Cast —ตอนที่ 76: "จุดลากรางจ์"โดย เฟรเซอร์ เคน และพาเมลา แอล. เกย์
  • โปรดดูหัวข้อ "จุดลากรางจ์และวงโคจรฮาโล" ภายใต้หัวข้อ "วงโคจรการถ่ายโอนแบบจีโอซิงโครนัส" ในหนังสือ " พื้นฐานการบินอวกาศของนาซา"บทที่ 5

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ใน กลศาสตร์ท้องฟ้า จุด ลากรางจ์ ( / l ə ˈ ɡ r ɑː n dʒ / ) หรือที่เรียกว่า จุดลากรางจ์ หรือ จุดลิเบรชัน เป็นจุด สมดุล สำหรับวัตถุมวลน้อยภายใต้ อิทธิพล แรงโน้มถ่วง ของวัตถุมวลมากสอง.

ประวัติศาสตร์

จุดลากรางจ์สามจุดที่เรียงตัวกัน (L , L , L ) ถูกค้นพบโดยนักคณิตศาสตร์ชาวสวิส Leonhard Euler ประมาณปี 1750 ซึ่งเป็นเวลาหนึ่งทศวรรษก่อนที่ Joseph-Louis Lagrange ชาวอิตาลีจะค้นพบอีกสองจุดที่เหลือ (L และ L ) [ 5 ] [ 6 ]

จุดลากรางจ์

จุดลากรางจ์ทั้งห้าจุดมีชื่อเรียกและคำจำกัดความดังต่อไปนี้:

ล. คะแนน

จุด L อยู่บนเส้นที่กำหนดระหว่างมวลขนาดใหญ่สองมวล M และ M เป็นจุดที่แรงดึงดูดของ M และ M รวมกันจนเกิดสมดุล วัตถุที่ โคจรรอบ ดวง อาทิตย์ ใกล้กว่า โลก โดยทั่วไปจะมีคาบการโคจรที่สั้นกว่าโลก แต่สิ่งนี้ไม่ได้คำนึงถึงผลกระทบของแรงดึงดูดของโลก...