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1 # 山河145466735
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2 # 魑魅涅磐
不知大家是否還記得兩年前中國發射嫦娥四號登月器的事情,嫦娥四號登月器作為嫦娥三號的備份,按照原始計劃如果嫦娥三號發射成功後,嫦娥四號將直接取消發射計劃,並直接跳到能夠實現月球登陸並返回的嫦娥五號發射計劃上。但是事與願違,本來用於執行嫦娥五號登月器發射任務的長征5號運載火箭在第二次發射時失利,導致原本定於2018年下半年就執行發射任務的嫦娥五號登月計劃也被迫推遲。那麼在嫦娥三號已經成功登陸月球正面,嫦娥五號又因為發射載具問題被迫推遲後,中國嫦娥探測工程辦公室決定將此前用於備份存在的嫦娥四號登月器著陸地點改為“人類一直還未踏足過的月球背面”,也就是站在地球上我們永遠看不到的那一面,畢竟相比包括中國在內很多國家已經踏足過的月球正面而言,因為月球自轉和公轉時間一致,站在地球永遠看不到的月球背面到底和正面是否一樣都值得人類探索。但是要想登陸月球背面可不像登陸正面那麼簡單,最直接的一點就是相比登陸月球正面的全過程可以直接在地球上直接遙測控制登陸過程不同,想要登陸月球背面最大的問題就在於月球自身遮擋了月球背面和地球直接通訊訊號傳輸的問題。所以要想解決這個問題最好的方法就是----通訊中繼,也就是在月球背面和地球上同時能夠直接看到、之間沒有任何遮擋的位置放置一顆通訊中繼衛星。而距離月球地球直線距離在52萬公里左右的L2拉格朗日點是一個絕佳的通訊中繼位置。L2點只不過是拉格朗日五個點中距離地球第二近的一個不穩定點,因為按照法國數學家拉格朗日的計算推理,在整個太陽系中如果某一時刻,三個處於運動狀態的行星恰恰處於等邊三角形的三個頂點時,那麼給定初速度,它們將始終保持等邊三角形隊形運動。這個問題是有五個解的,分別是L1、L2、L3、L4、L5。而月球恰好位於L2點和地球之間。同時也因為這個點也因為處於地球和月球延長線上,且因為月球和地球直接削弱了太Sunny的輻射和太陽引力,所以L2點處的各個方向的引力是基本持平的,那麼對於L2點的航天器而言由於外界引力影響幾乎沒有,所以這個點的航天器只需要消耗很少的燃料即可長期在軌停留,所以也是很多探測器、天文望遠鏡等觀測太陽系的理想位置。那麼對於嫦娥四號想要登陸月球背面而言,在L2點部署一顆通訊中繼衛星就能實現地球對月球背面登陸器的遙控指揮,這顆通訊中繼衛星就是我們大家熟知的“鵲橋”通訊中繼衛星。從上面文字就可以看出L2點並不是一個行星,而是一個恰巧受到地球、月球、太陽之間相互引力最小的平衡點,但是對於鵲橋通訊中繼衛星而言,由於L2點恰好位於地球和月球中軸線的延長線上,那麼對於通訊中繼而言,月球依然直接遮擋了來自地球的訊號,所以鵲橋號中繼衛星在L2點並不是禁止不動的,而是以L2某個點為圓心,一直在繞L2點做圓周運動的同時為地球和嫦娥四號登月器提供通訊保障任務。所以L2點並不是一個絕對靜止不動的點,而是類似於一個面積並不算大但也不小的停車場,在這個停車場內執行的航天器並不是靜止不動的,而是一直被限制在這個範圍內活動,所以也就不存在誰先佔領這個點後,其他航天器就無法繼續使用這個點的問題。比如美國推遲多年發射的全新一代航天望遠鏡———詹姆斯韋伯號太空望遠鏡就計劃執行在L2點,一個是藉助L2點絕佳的天文觀測優勢探索宇宙,另外一個這個點受月球遮擋,地球上的干擾訊號對於望遠鏡深空探測影響也更小,而且相比之前的哈勃太空望遠鏡,全新一代韋伯太空望遠鏡藉助L2點引力平衡優勢,執行壽命更長。
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3 # 內心無處可藏
大家都是知道衛星軌道就和我們修的道路和風機航線一樣,
拉格朗日點的定義是:“指受兩大物體引力作用下,能夠使小物體穩定的點。 ”在數學上共有五個解,如上圖所示。
其中L4、L5兩個點是穩定的拉格朗日點,太陽系最大的行星木星在其L4、L5點有著一大批的小行星與其共用軌道。不過話說回來,至少在當下,這兩個拉格朗日點還沒有多大的用處。
其他三個拉格朗日點是非穩定的平衡點,也就是說如果受到微繞會離開原來的位置。在這之中L1和L2點的用處比較廣泛。第一個點用於位於太陽和地球之間,對於太陽進行檢測的望遠鏡,例如SOHO等酒杯安放在這一位置。L2點則一直處於地球和太陽的連線上,空間望遠鏡例如哈勃和一拖再拖的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡會在此落戶。
或許有疑惑,如果拍太陽或者要觀測深空,放哪裡不合適,偏偏要找這兩個點呢?沒錯,理論上的確是如此,哪裡不能看太陽,不能望星空呢。不過在這兩個點上,小天體和地球的位置是相對固定的。不過論在訊號傳輸,儀器維護保養都會有巨大的優勢。
這就是拉格朗日點的意義了,正如同地球同步軌道衛星一樣,拉格朗日點也是獨特的稀缺資源。我們已經用嫦娥二號在L2點上佔了一個位置了。那下一次的夸父計劃,聽名字就知道是去L1點上搶地盤。
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4 # 手機使用者84838367908
這個l2是能夠在地球月球的引力合力下始終保持與地球月球的相對位置(大致在同一直線上,又稍微錯開一點便於實現中介通訊橋樑)。
也就是說(°_°)…大致這個衛星與月球圍繞地球的轉動是同步的。之所以說是大致,是因為該衛星並非就定點在L2,而是垂直圍繞L2轉動,同時隨L2一起圍繞地球轉動。從地球上看,應該是繞月球在天空滾動畫圈的軌跡如圖,就是保持這個三者關係轉,但是由於受力的特殊不平衡性,無法長期穩定,所以鵲橋需要定期調整累積偏差,隨著燃料耗盡,鵲橋的壽命很有限,最終將脫離,變成一顆扁圓軌道的地球衛星。
所以,這個L2要想保住,必須每隔幾年不斷補充鵲橋二號,三號。。。。
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5 # 哈密瓜的家鄉
先直接給出答案,拉格朗日點有好五個點(L1,L2,L3,L4,L5),每一個點上能夠放下的衛星理論上都是無限多個。
原因是衛星並不是停留在某一個點上,而是圍繞著某一個點(而不是具體的天體)在運轉。
舉個自然存在的例子:存在於木星L4和L5點上的特洛伊群小行星,目前發現的有兩千多個。
1767年數學家尤拉根據旋轉的二體引力場推算出其中三個點(特解)為L1、L2、L3,1772年數學家拉格朗日推算出另外兩個點(特解)為L4、L5。
這次“鵲橋”衛星停留的拉格朗日L2點,位於日地連線上、地球外側約150萬公里處。在L2點衛星消耗很少的燃料即可長期駐留,是探測器、天體望遠鏡定位和觀測太陽系的理想位置,是國際深空探測的熱點。
無論是拉格朗日點L1、L2、L3還是L4、L5, 其實都有一個很大的範圍,並不是一個“”點“”,這是因為星體即不是均勻的球體,更不是質點,造成L1,L2,L3,L4,L5的引力是不穩定的,衛星想要相對靜止速度進入這個範圍是很不現實的,所以衛星一般是以三維軌道在L1,L2,L3,L4,L5範圍運動,即所謂的螺旋運動軌跡(像沙漏),這樣,衛星更容易調姿。由於引力是長距作用力,這個範圍足夠幾千個衛星使用的安全上。
至於有些網友擔心存在“撞星”的可能性發生,你想想地球周邊衛星得有幾千顆了吧,也沒聽過撞星一說的。規避機制,甚至連太空垃圾都能避開。
而月球周圍,飛行器為零!
真危險的是難以預知的天外隕石之類的。
回覆列表
中國發射鵲橋中繼衛星,率先搶佔拉格朗日點L2在未來太空競賽中具有重要作用。中國率先搶佔了這個點,其他國家就不可能用了。
首先,什麼是拉格朗日點?即平動點,在天體力學中是限制性三體問題的五個特解,即L1、L2、L3、L4、L5。一個小物體在兩個大物體的引力作用下在空間中的一點,在該點處,小物體相對於兩個大物體基本保持靜止狀態。
其次,中國在發射嫦娥4號探測器前,發射鵲橋中繼衛星搶佔了拉格朗日點L2。由於嫦娥4號從月球背面登陸,而月背又沒有訊號,怎麼才能讓嫦娥4號在月背獲得訊號登月呢?中國科學家研發了鵲橋中繼衛星,將鵲橋中繼星發射到拉格朗日點L2的位置(只有這點離月背最近),使它在地球和月背之間保持相對靜止狀態。這樣,訊號不斷射向月背保持訊號暢通,從而保障嫦娥4號探測器順利從月球背面登陸。
最後,率先搶佔拉格朗日點L2具有戰略意義。
一是耗能小。拉格朗日點L2受月球和地球引力影響,在月球和地球引力作用下,在月背處於相對靜止狀態。鵲橋中繼衛星在這個點耗費的能量很小,這就意味著光伏板收集到的太陽能就足以維繫中繼衛星的運動所需。
二是訊號穩定。繞拉格朗日點旋轉的中繼衛星可以與地球和月球保持相對靜止,這樣訊號傳送就極其穩定。探月器可以穩定的把資訊傳給中繼衛星,中繼衛星也可以穩定的把資訊傳到地球。
三是對“夸父計劃”意義重大。中國曾計劃發射太陽探測器,也就是“夸父計劃”,原計劃2014年發射,目前已擱淺。發射太陽探測器拉格朗日點L1最好,可惜被美國佔用。中國搶佔了L2,對未來“夸父計劃”也是非常重要的。