Точки Лагранжа, они же точки либрации, это точки, в которых силы
притяжения двух массивных космических тел (например, Солнца и
Земли) в точности уравновешиваются центробежной силой,действующейна
малое тело. Такое тело (например, космический аппарат или
астероид), попавшее в точку либрации, зависнетотносительно больших
тел, не будет приближаться ни к одному из них.Как открыли точки
ЛагранжаТочки Лагранжа названы в честь французского математика
Жозефа Луи Лагранжа, жившего в XVIIIXIX веках. Он занимался
решением задачи трех тел1, одной из ключевых в небесной механике и
астрофизике. Если говорить о двух объектах (например, о Земле и
Луне), рассчитать их траектории достаточно просто с этим поможет
справиться задача двух тел из курса классической небесной механики,
решенная Иоганном Кеплером. Но как только речь заходит о трех
объектах, расчеты невероятно усложняются. Для задачи трех тел до
сих пор нет общего решения, удалось найти лишь частные варианты, и
точки либрации один из них.Вопреки названию, первые три точки
либрации нашел еще в 1767 году немецко- русскийматематик Леонард
Эйлер:он описал так называемые коллинеарные точки1, L1, L2, L3,
которые также называют эйлеровскими. Спустя пять лет, в 1772 году,
французский математик Жозеф Луи Лагранж нашел еще две точки L4, L5.
Их называют треугольными, потому что они находятся в вершинах
равностороннего треугольника, который можно построить через
космические тела.Эти пять точек либрации можно найти в любой
системе двух тел например, в системе Земля Луна, Земля Солнце,
Юпитер Солнце и так далее. Точки либрации существуют и в более
сложных системах, скажем вокруг вращающихся гравитирующих
эллипсоидов, таких как карликовая планета Хаумеа рядом с Плутоном,
которая считается самым быстровращающимся телом1 в Солнечной
системе.Коллинеарные точки либрацииL1, L2, L3 неустойчивые. Это
значит, что космический аппарат или природное тело, попавшее в
такую точку, будет колебаться около нее только в течение
определенного времени1, после чего из нее вылетит. Треугольные
точки L4 и L5 устойчивые: любой объект, попавший в их малые
окрестности, в них и останется.Каждая точка Лагранжа имеет свои
особенности и научный потенциал. Расскажем о них подробнее.Точка L1
расположена на прямой линии между телами, например Солнцем и
Землей. Это идеальное место для наблюдений за звездой:Солнце здесь
никогда не перекрывается ни Землей, ни Луной. С мая 1996 года в L1
завис космический аппарат SOHO. Изучение активности и вспышек
Солнца, предсказание климата основные направления задачи, которые
он поможет решить.Точка вызывает большой интерес и в других
областях, напримеру астрофизиков, которые занимаются изучением
двойных звезд:через L1 масса одной звезды перетекает в другую.Точка
L2 расположена на той же линии, что и L1, но за Землей в ее
полутени. Благодаря тому, что наша планета заслоняет солнечный свет
и Солнце не создает радиопомех, это самая удобная точка для
наблюдения за космосом. Здесь уже находится несколько космических
аппаратов:российско-немецкая обсерватория Спектр-РГ, европейский
телескоп Gaia, спутник Herschel и аппарат НАСА WMAP. В L2 размещен
и запущенный в конце прошлого года телескоп Джеймс Уэбб, с помощью
которого планируют проводить перспективные исследования космоса
изучать в инфракрасной области спектра очень далекие галактики и
зарождение звезд, а также искать экзопланеты.Точка L3 расположена
на противоположной стороне орбиты и постоянно скрыта от нас
Солнцем. Фантасты предполагали, что с обратной стороны от звезды
может находиться Антиземля. В 2007 году НАСА запустило сюда два
спутника для поиска двойника Земли, однако обнаружить его не
удалось.Точки L4 и L5 самые стабильные точки Лагранжа: любой
объект, попавший в них, там и останется. Из-за способности
захватывать космические телаэти точки называют троянскими.Для
астрофизических наблюдений в системе Земля Солнце эти точки не
вполне пригодны из-за активности Солнца. Однако они интересны своим
содержимым космическими телами, которые в них загнала природа. В
системе Юпитер Солнце в точках L4 и L5 обнаружены огромные
скопления астероидов (их называют греками и троянцами). Это
древнейшие астероиды в Солнечной системе1, их изучение может больше
рассказать о космогонии, происхождении нашей планетарной
системы.Эти астероидыне только очень старые, но и очень массивные
по этому показателю они составляют значительную часть всего пояса
астероидов в Солнечной системе. Изучать астероиды у Юпитера в 2021
году отправился зондLucy, запущенный НАСА. Любители научной
фантастики, возможно, вспомнят, что космическая станция из сериала
Вавилон-5была расположена в точке L5.Чем точки Лагранжа могут быть
полезны в будущем?Точки Лагранжа имеют огромный потенциал для
космических исследований. Прежде всего, в них удобно размещать
зонды и телескопы и вести наблюдение за небесными телами. Аппараты
долгое время могут работать в L-точках с минимальными затратами
энергии, почти не расходуя ее на корректировку своего положения,
чем уже пользуются астрофизики.Если перейти в область научной
фантастики, точки Лагранжа могут стать пересадочными пунктами на
пути к другим планетам или Луне. Сторонники колонизации космоса
рассматривают их для возможного размещения в них космических
станций. Кстати, топливо можно сэкономить не только когда аппараты
зафиксированы в точках Лагранжа, но и когда они совершают перелеты
между ними.