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地球附近有什么(地球附近的卫星都有哪些)

导语:地球附近有十个奇异点,卫星走这里会状态异常,或被束缚或被赶走

宇宙中的天体都是在万有引力的作用之下运行的,而在一些引力作用较强的天体之间,不同的位置也会有不同的引力作用,比如在我们地球附近就有十个“点”,这十个“点”都是随时移动的,位置并不固定,但是如果我们发射到太空的卫星等航天器走到这里的时候,则会处于比较特殊的状态,会在有的地点变得非常稳定,也会在有的地点变得很不稳定,科学家们利用这些“点”的特性,可以安排由不同功能的航天器在那里运行。比如在稳定的点上运行,就会有这样的好处:不用过多姿态调整,减少推进剂输出等等。

这些点就是拉格朗日点,拉格朗日点是18世纪法国数学家、力学家和天文学家拉格朗日首先发现的,他在1772年发表的论文“三体问题”中,为了求得三体问题的通解,他用了一个非常特殊的例子作为问题的结果,即:如果某一时刻,三个运动物体恰恰处于等边三角形的三个顶点,那么给定初速度,它们将始终保持等边三角形队形运动,这就是拉格朗日点的由来。

1906年的时候,天文学家发现了第558号小行星和太阳与木星一起构成了运动着的等边三角形,小行星处于木星前方。而同年发现的第617号小行星则在木星轨道上落后60°左右,构成第2个拉格朗日正三角形。到了20世纪80年代,天文学家又发现土星和它的大卫星构成的运动系统中也有类似的正三角形,于是人们才发现,在自然界各种运动系统中都有拉格朗日点。

为什么会有这种现象呢!是因为三角形是最稳定的结构,而且等边三角形是三角形结构中最稳定的,反映到运动天体的组成上,就会出现拉格朗日点是最稳定的一点这种现象了。同时人们也认识到这样一个道理和现象,就是凡是没有拉格朗日点构成的物质都是不稳定的。

拉格朗日还发现这种奇异点在天体运动系统中有5个,用字母L表示。L1、L2和L3在两个天体的联线上,为不稳定点。如一个物体在这些点上稍微挪动一下,就会离去,不再复位,L4、L5则是稳定点。稍有移动不会脱离,而是绕这个点作往返摆动,为此,它又称作拉格朗日平动点。

反映到宇宙天体上,任何相互间有引力的两个天体,都有五个拉格朗日点。地球绕太阳旋转,月亮绕地球旋转,因此太阳和月亮都是对地球引力影响最大的天体,那么在地球和太阳以及地球与月亮之间,就各自存在五个拉格朗日点,而由于不同“点”上的引力变化,那么人造卫星等航天器走到不同的点上时会有不同的状态,比如在L4和L5点上,卫星姿态会变得很稳定,并且一直在这个点附近徘徊,而如果在L1、L2和L3点附近,那么卫星的轨道会变得很不稳定,并且渐渐远离这些点,但不同的地方有不同的利用价值,今后,在地球与太阳轨道,以及地球与月亮轨道之间的拉格朗日点上,都会被宇航领域的科学家们高效利用起来。

其实拉格朗日点存在于双星系统、行星和恒星、卫星和行星等等的轨道面上,或者说任何因重力牵引而相互绕行的两个天体都会有这样的拉格朗日点。例如,超前和落后木星轨道60度的地方,各有一个拉格朗日点,如果有小行星在这两个拉格朗日点上,它会在此点附近振荡,但不会离开这些点,而特洛伊小行星就是位在这两个区域。

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