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1 # 來自2060年的中國人
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2 # 郭哥聊科學
一、著名的三體問題引出五個平衡點
劉慈欣火了,《流浪地球》火了,讓我們都聽說過甚至是讀過其小說《三體》。三體問題,是自從牛頓力學建立以後,並應用於宇宙空間研究的一個著名問題。裡面的種種詭異,其實正是說明了,如今我們人類的計算能力真的還很弱小,雖然理論都掌握了,但其實處理能力還很差。
換句話說,我們就像剛進入圍棋班的新生,剛剛掌握了一些規則,還談不到任何的棋力水平,隨便來一個老生就能將我們完虐。三體問題就是這樣一個老生,把我們收拾得服服帖帖的。但是,在研究三體問題的時候,我們也並不是什麼收穫都沒有,這就是拉格朗日點,五個引力平衡點。
二、拉格朗日點所謂的拉格朗日點又被稱為平動點。拉格朗日在研究天體力學中,為了簡化模型,簡化處理,透過限制性三體問題找到了五個特解。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,小物體相對於兩大物體基本保持靜止。
1767年,瑞士數學家尤拉推算出其中的前三個,1772年,法國數學家拉格朗日推導證明出來剩下兩個。1906年,天文學家對特洛伊群小行星的觀察發現,這些小行星處於木星和太陽的作用下處於拉格朗日點上。
在每個由兩大天體構成的系統中,按推論有5個拉格朗日點,但只有兩個是穩定的,即小物體在該點處即使受外界引力的攝擾,仍然有保持在原來位置處的傾向。每個穩定點同兩大物體所在的點構成一個等邊三角形。
三、拉格朗日點的具體位置計算方法及地月拉格朗日點直接上圖給出五個拉格朗日點的計算公式。
滿足題主條件的點是L1點,它在地球和月球質心的連線上,且在地球和月球之間,且其週期等於月球的軌道週期。
四、拉格朗日1點的人造飛行器我沒有查到有在地月之間的L1點執行的人造飛行器發射的記錄,估計人類沒找到用這個點來幹啥。但是執行在地日L1點靠近地球這端的飛行器是有的,目前還沒發射,還在準備中。這就是詹姆斯韋伯太空望遠鏡。
它的設計目標是調查作為大爆炸理論的殘餘宇宙微波背景輻射,即觀測今天可見宇宙的初期狀態。
結束語看完本文的小夥伴應該明白了吧,人類在研究三體問題的過程中,發現了在兩個天體之間存在著這樣五個平衡點,就是拉格朗日點,其中L1點能夠滿足題主所說的,在地球和月球之間執行,並且執行週期與月球週期一致。
回覆列表
你所說的現在早已實現了的,一種是月球同步軌道衛星,另一種比較特殊,在地月拉格朗日點中的一個上,其實也算是月球同步軌道衛星。
1,月球同步軌道衛星:
先了解下什麼是地球同步軌道衛星:
地球同步軌道衛星是指地球同步軌道(GEO),是指人造衛星在地球赤道上空約36000km處圍繞地球執行的圓形軌道。因為衛星繞地球執行週期與地球自轉同步,衛星與地球之間處於相對靜止的狀態,因此在這種軌道上執行的衛星被簡稱為“同步衛星”,又稱為“靜止衛星”或“固定衛星”。
月球類似,只是把地球換做了月球,只要讓衛星發射到一定高度,和月球同步運轉(衛星公轉角速度和月球自轉角速度相同),那麼衛星永遠相對於月球靜止,而月球正好永遠一面對著地球,就會發生這樣的事:月球衛星地球三角連線不變,地球永遠在衛星的某個角度不變。如果你在衛星上,那麼你就會看到,月球永遠不會變,你一直看著它的一面。而你看地球則會看到它在自轉。
2,在地月拉格朗日點上:
拉格朗日點: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,小物體相對於兩大物體基本保持靜止。這些點的存在由瑞士數學家尤拉於1767年推算出前三個,法國數學家拉格朗日於1772年推導證明剩下兩個。1906年首次發現運動於木星軌道上的小行星(見特洛依群小行星)在木星和太陽的作用下處於拉格朗日點上。在每個由兩大天體構成的系統中,按推論有5個拉格朗日點,但只有兩個是穩定的,即小物體在該點處即使受外界引力的攝擾,仍然有保持在原來位置處的傾向。每個穩定點同兩大物體所在的點構成一個等邊三角形。
你可以把衛星放到l1點,也可以放到l2點。l1點就是你問題所說的那個點!!!
另外,在l2點上中國已經放上去一個衛星了