การจอดกล้องดูดาวที่จุดลากรองจ์: นี่เป็นความคิดที่ดีหรือไม่?


18

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ควรจะอยู่ที่จุด Earth-Sun L2 Lagrange

เราคาดหวังว่าบริเวณรอบ ๆ จุดนั้นจะมีความเข้มข้นของซากอวกาศดาวเคราะห์น้อยฝุ่น ฯลฯ หรือไม่ นี่จะเป็นเรื่องที่น่ากังวลหรือไม่ที่จะต้องนำกล้องมาไว้ในตำแหน่งที่ปลอดภัย (เช่นต้องใช้แผ่นกันฝุ่นเสริม) เราคาดหวังหรือไม่ว่าจุดลากรองจ์ที่แน่นอนจะปลอดจากสิ่งใดเพราะมันจะใช้การเร่ง / ลดความเร็วเพื่อให้สสารถึงตำแหน่งที่แน่นอนนั้นได้หรือไม่? โซน 'ปลอดขยะ' มีขนาดใหญ่เพียงใด

คำตอบ:


18

อืมมไม่ก็จะไม่ได้รับรกกับเศษและใช่มันเป็นความคิดที่ดีที่จะจอด JWST (เจมส์เวบบ์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ) ที่ดวงอาทิตย์โลก L 2จุด

จุดลากรองจ์ทั้งห้านั้นไม่เสถียรสำหรับหนึ่งเนื่องจากความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงของสองร่างขนาดใหญ่ของระบบลากรองจ์วงโคจรที่ผิดปกติและมีปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่ทำให้เกิดความไม่เสถียร ในขณะเดียวกันก็เป็นจุดดึงดูดความสนใจน้อยที่สุดรอบสองร่างใหญ่

คิดว่า L-points เป็นที่จอดรถของคุณบนพื้นที่ราบที่ด้านบนของเนินเขา คุณจะต้องหาวิธีควบคุมจากนั้นพยายามปรับสมดุลที่จุดจอดรถหากคุณไม่ได้วางแผนใช้เบรกมือและยังคงอยู่กับที่:

    คะแนนลากรองจ์

    การแสดงความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุขนาดใหญ่สองแห่งกับจุดลากรองจ์ทั้งห้าของพวกเขา (ที่มา: Wikipedia )

จะไม่มีเศษซากใด ๆ อยู่ที่นั่นหรือสิ่งอื่นใดเช่นอนุภาคขนาดเล็กอย่างน้อยก็ไม่น่าจะมีโอกาสได้ไปที่อื่นรอบ ๆ พวกมันเพียงชั่วคราวในธรรมชาติและอาจมีโอกาสน้อยกว่าที่อื่นเพราะอนุภาคมวลอื่น ๆ องค์กรขนาดใหญ่ที่มีระบบ Lagrange สองแห่งตั้งอยู่ในบริเวณใกล้เคียง

ไม่มีวัตถุใดที่มีมวลคงที่จะอยู่ที่นั่นด้วยตัวมันเองเว้นแต่จะมีการควบคุมทัศนคติที่แอ็คทีฟเพื่อกำหนดตำแหน่งของมันเองและปรับเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลงในเวกเตอร์แรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงอย่างต่อเนื่อง หรือคะแนน L ได้รับอิทธิพลจากหน่วยงานอื่น ๆ ในระบบดาวเคราะห์ดวงเดียวกัน

ในเวลาเดียวกัน JWST จะได้รับการปกป้องจากโลกจากกิจกรรมสุริยะใด ๆ และการแทรกแซงของ Sun กับอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนของ JWST เมื่อมันเริ่มสังเกตการณ์จักรวาลในสเปกตรัมอินฟราเรด วงโคจรส่วนใหญ่ที่มาจากภารกิจสำรวจอวกาศของเรานั้นมีความยุ่งเหยิงในแถบ LEO (Low Earth Orbit) ที่ระดับความสูงประมาณ 500-1500 กิโลเมตรเหนือพื้นผิวโลก:

    ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

             ที่มา: การกำจัดเศษที่ใช้งานอยู่: EDDE, เครื่องกำจัดเศษ ElectroDynamic , Jerome Pearson และคณะ (ไฟล์ PDF)

ตอนนี้ JWST จะถูกนำไปใช้กับวงรัศมีรัศมี 800,000 กิโลเมตร (500,000 ไมล์) รอบจุด Sun-Earth L 2ซึ่งเป็น 1,500,000 กิโลเมตร (930,000 ไมล์) จากโลกประมาณ 4 เท่าไกลกว่าระยะห่างระหว่าง Earth to the Moon ดังนั้นไม่ว่าจะอยู่ในเงาของโลกและมันจะยังคงใช้ครีมกันแดดขนาดใหญ่ที่ปรับใช้ได้แต่มันอยู่ไกลจากจุดที่เราทิ้งขยะ LEO หรือ GEO / GSO (Geostationary / Geosynchronous orbits) กับ GEO ซึ่งเป็นวงโคจรที่ใช้บ่อยที่สุด ที่ 35,786 กิโลเมตร (22,236 ไมล์) เหนือเส้นศูนย์สูตรของโลก (และสุสานของมันโคจรรอบไกลออกไปเล็กน้อยกว่านั้น) JWST จะถูกวางไว้ในวงโคจรรัศมีเกือบ 40 เท่าจากระยะไกลจากโลกตามที่คุณคาดหวังว่ามีเศษซากใด ๆ ในพื้นที่ที่เกะกะโคจรรอบดาวเคราะห์ของเราที่

ใช่มันเป็นความคิดที่ดีมากที่จะวาง JWST รอบดวงอาทิตย์โลก L 2จุด


L4 และ L5 เสถียร
นี้

1
L1, L2 และ L3 นั้นไม่เสถียร แต่ L4 และ L5 นั้นมั่นคงเหมือนหุบเขาตื้นที่บนยอดเขา ฉันไม่เห็นเหตุผลว่าทำไมฝุ่นและเศษซากจะไม่สะสมอย่างน้อยก็โดยปริมาณสัมพัทธ์ โปรดทราบว่าจุดที่ Sun-Jupiter L4 และ L5 นั้นถูกทิ้งไว้ด้วยดาวเคราะห์น้อยโทรจัน ดาวเนปจูนก็มีพวกมันด้วยและมีบางส่วนรอบดาวอังคาร นอกจากนี้ Earth, Venus และ Uranus ยังมีโทรจันที่ค้นพบอย่างน้อยหนึ่งตัวที่จุด L4 หรือ L5 จาก: en.wikipedia.org/wiki/Trojan_(astronomy) ดังนั้นฉันต้องสงสัยฝุ่นและเศษเล็กเศษน้อยที่จุด L4 และ L5 ของระบบ Sun-Earth
DrZ214

เนื่องจากดาวเคราะห์ดวงอื่นและวงโคจรประหลาดที่สมบูรณ์แบบ, ดาวอังคาร, โลก, ดาวยูเรนัสและอื่น ๆ ส่วนใหญ่มีพื้นที่ว่างเปล่า L4-L5 ดาวพฤหัสบดีเป็นเพียงสิ่งเดียวที่ฉันคิดว่าการติดตั้งอุปกรณ์อวกาศจะทำให้เกิดปัญหา ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญในเรื่องนี้เพียงความเห็นของฉัน
userLTK

1

วงโคจรอยู่รอบ L2 ในระยะทางที่ไกลจากวงโคจรรอบ 10,000 กิโลเมตร

นี่คือแผนที่ของเสถียรภาพของคะแนนลากรองจ์: ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

L2 ไม่เสถียรอย่างเช่นการปรับความสมดุลของดินสอบนปลายของมัน แต่ l4 และ l5 มีแรงคืนค่าวัตถุที่เสื่อมสภาพกลับสู่ L4 ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

มีเศษซากอวกาศจำนวนมากที่ L2 ที่โคจรรอบโลก JWST มีโอกาสที่จะถูกโจมตีน้อยกว่าสถานีอวกาศ

/space/6642/collision-with-space-junk-where-is-it-safe-where-is-it-most-dangerous

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.