Laqranj nöqtələri 1772-ci ildəki əsərində Üç Bədən Problemi konsepsiyasını təsvir edən XVIII əsrin məşhur riyaziyyatçısının adını daşıyır. Bu nöqtələrə librasiya nöqtələri kimi Laqranj nöqtələri də deyilir.

Bəs tarixi deyil, elmi baxımdan Laqranc nöqteyi-nəzərindən nədir?

Laqranj nöqtəsi kosmosda Yer və Günəş, Yer və Ay kimi kifayət qədər böyük iki cismin birləşmiş cazibə qüvvəsinin daha kiçik üçüncü cismin hiss etdiyi mərkəzdənqaçma qüvvəsinə bərabər olduğu bir nöqtədir. Bütün bu cisimlərin qarşılıqlı təsiri nəticəsində kosmik gəminin dayanıb müşahidələrini apara biləcəyi bir tarazlıq nöqtəsi yaranır.

Biz beş belə məqamı bilirik. Onlardan üçü iki böyük obyekti birləşdirən xətt boyunca yerləşir. Yerin Günəşlə əlaqəsini götürsək, birinci L1 nöqtəsi onların arasında yerləşir. Yerdən ona olan məsafə bir milyon mildir. Bu baxımdan Günəşə baxış həmişə açıqdır. Bu gün o, tamamilə SOHO-nun "gözləri" tərəfindən tutulur - Günəş və Heliosfer Rəsədxanası, həmçinin Dərin Kosmos İqlimi Rəsədxanası.

Sonra bacısı kimi Yerdən bir milyon mil uzaqlıqda olan L2 var. Ancaq Günəşdən əks istiqamətdə. Bu anda, Yer, Günəş və Ayın arxasında olduğu halda, kosmik gəmi dərin kosmosun mükəmməl görünüşünü əldə edə bilər.

Bu gün alimlər bu ərazidə Böyük Partlayışdan gələn kosmik fon radiasiyasını ölçürlər. 2018-ci ildə James Webb Kosmik Teleskopunun bu bölgəyə köçürülməsi planlaşdırılır.

Başqa bir Laqranj nöqtəsi - L3 - Yerdən əks istiqamətdə yerləşir. Həmişə Günəşin arxasında yatır və əbədi olaraq gizlidir. Yeri gəlmişkən, böyük rəqəm elmi fantastika dünyaya yalnız bu nöqtədə yerləşən gizli X planeti haqqında danışdı. Hətta bir Hollivud filmi var idi, X Planetindən Adam.

Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, hər üç xal qeyri-stabildir. Onların qeyri-sabit tarazlığı var. Başqa sözlə desək, əgər kosmik gəmi Yerə doğru və ya ondan uzaqlaşsaydı, o zaman istər Günəşə, ya da planetimizə düşərdi. Yəni o, çox sıldırım bir təpənin ucunda yerləşən araba rolunda olardı. Beləliklə, faciə baş verməməsi üçün gəmilər daim düzəlişlər etməli olacaqlar.

Daha sabit nöqtələrin olması yaxşıdır - L4, L5. Onların sabitliyi böyük bir qabda topla müqayisə edilir. Bu nöqtələr yerin orbiti boyunca altmış dərəcə arxada və evimizin qarşısında yerləşir. Beləliklə, böyük kütlələrin, məsələn, Yer və ya Günəşin təpələri kimi çıxdığı iki bərabərtərəfli üçbucaq yaranır.

Bu nöqtələr sabit olduğundan kosmik toz və asteroidlər daim onların ərazisində toplanır. Bundan əlavə, asteroidlər Trojan adlanır, çünki onlar aşağıdakı adlarla çağırılır: Agamemnon, Achilles, Hector. Onlar Günəş və Yupiter arasında yerləşirlər. NASA-nın məlumatına görə, minlərlə belə asteroid var, o cümlədən məşhur Trojan 2010 TK7.

L4, L5-in orada koloniyaların təşkili üçün əla olduğuna inanılır. Xüsusilə də dünyaya kifayət qədər yaxın olduqlarına görə.

Laqranj nöqtələrinin cəlbediciliyi

Günəşin istiliyindən uzaqda, L1 və 2 Laqranj nöqtələrində olan gəmilər asteroidlərdən gələn infraqırmızı şüalardan istifadə etmək üçün kifayət qədər həssas ola bilər. Üstəlik, bu vəziyyətdə işin soyudulması tələb olunmayacaqdır. Bu infraqırmızı siqnallar Günəşə gedən yoldan yayınaraq istiqamətləndirici istiqamət kimi istifadə edilə bilər. Həmçinin, bu nöqtələr kifayət qədər yüksək ötürmə qabiliyyətinə malikdir. Rabitə sürəti Ka-bandından istifadə edərkən olduğundan xeyli yüksəkdir. Axı, əgər gəmi heliosentrik orbitdədirsə (Günəş ətrafında), o zaman onun Yerdən çox uzaq olması məlumatların ötürülmə sürətinə pis təsir göstərəcək.

Cozef Lui Laqranc iki kütləvi cismin problemi (üç cismin məhdud problemi) üzərində işləyərkən belə bir sistemdə aşağıdakı xüsusiyyətə malik 5 nöqtənin olduğunu aşkar etdi: əgər onların içərisində əhəmiyyətsiz dərəcədə kiçik kütləli cisimlər yerləşirsə (kütləvi cisimlərə nisbətən) cisimlər), onda bu cisimlər həmin iki böyük cismə nisbətən hərəkətsiz olacaqlar. Əhəmiyyətli məqam: kütləvi cisimlər ümumi bir kütlə mərkəzi ətrafında fırlanmalıdır, lakin əgər onlar birtəhər dincəlirlərsə, onda bütün bu nəzəriyyə burada tətbiq olunmur, indi bunun səbəbini başa düşəcəksiniz.

Ən uğurlu nümunə, əlbəttə ki, Günəş və Yerdir və biz onları nəzərdən keçirəcəyik. İlk üç nöqtə L1, L2, L3 Yerin və Günəşin kütlə mərkəzlərini birləşdirən xətt üzərindədir.

L1 nöqtəsi cisimlər arasındadır (Yerə daha yaxındır). Niyə ordadır? Təsəvvür edin ki, Yerlə Günəş arasında Günəş ətrafında fırlanan kiçik bir asteroid var. Bir qayda olaraq, Yerin orbitindəki cisimlər Yerinkindən daha yüksək fırlanma tezliyinə malikdirlər (lakin mütləq deyil) Beləliklə, əgər asteroidimiz daha yüksək fırlanma tezliyinə malikdirsə, o zaman zaman-zaman planetimizin yanından keçəcək və öz cazibə qüvvəsi ilə onu yavaşlatacaq və nəticədə asteroidin çevrilmə tezliyi Yerinki ilə eyni olacaq. Əgər Yer kürəsinin daha yüksək fırlanma tezliyi varsa, o zaman asteroidin yanından vaxtaşırı uçaraq onu dartıb sürətləndirəcək və nəticə eyni olacaq: Yerin və asteroidin inqilab tezlikləri bərabər olacaq. Lakin bu, yalnız asteroidin orbiti L1 nöqtəsindən keçərsə mümkündür.

L2 nöqtəsi Yerin arxasındadır. Görünə bilər ki, bu nöqtədə xəyali asteroidimiz Yer və Günəşin eyni tərəfində olduqları üçün onları cəlb etməlidir, amma yox. Unutmayın ki, sistem fırlanır və bu səbəbdən asteroidə təsir edən mərkəzdənqaçma qüvvəsi Yer və Günəşin cazibə qüvvələri ilə tarazlanır. Yerin orbitindən kənarda olan cisimlər, ümumiyyətlə, inqilab tezliyi Yerinkindən azdır (yenidən həmişə deyil). Deməli, mahiyyət eynidir: asteroidin orbiti L2-dən keçir və Yer kürəsindən vaxtaşırı uçaraq asteroidi də özü ilə birlikdə çəkir və sonda onun dövriyyə tezliyini öz dövriyyəsi ilə bərabərləşdirir.

L3 nöqtəsi Günəşin arxasındadır. Yadınızdadırsa, əvvəllər elmi fantastika yazıçılarının belə bir fikri var idi ki, Günəşin o tayında başqa bir planet var, məsələn, Yerin əksi? Beləliklə, L3 nöqtəsi demək olar ki, oradadır, lakin Günəşdən bir qədər uzaqdadır və Yerin orbitində deyil, "Günəş-Yer" sisteminin kütlə mərkəzi Günəşin kütlə mərkəzi ilə üst-üstə düşmür. . L3 nöqtəsində asteroidin çevrilmə tezliyi ilə hər şey göz qabağındadır, Yerlə eyni olmalıdır; az olarsa asteroid Günəşə düşər, çox olarsa uçar. Yeri gəlmişkən, bu nöqtə ən qeyri-sabitdir, digər planetlərin, xüsusən də Veneranın təsiri ilə yellənir.

L4 və L5 Yerdən bir qədər böyük olan orbitdə yerləşir və aşağıdakı kimidir: təsəvvür edin ki, “Günəş-Yer” sisteminin kütlə mərkəzindən Yerə bir şüa və başqa bir şüa çəkdik ki, onların arasında bucaq bu şüalar 60 dərəcə idi. Və hər iki istiqamətdə, yəni saat yönünün əksinə və onun boyunca. Beləliklə, belə bir şüada L4, digərində isə L5 var. L4 hərəkət istiqamətində Yerin qarşısında olacaq, yəni Yerdən qaçan kimi, L5 isə müvafiq olaraq Yerə çatacaq. Bu nöqtələrdən hər hansı birinin Yerə və Günəşə olan məsafələri eynidir. İndi qanunu xatırlayıram ağırlıq, biz cazibə qüvvəsinin kütlə ilə mütənasib olduğunu görürük, bu o deməkdir ki, L4 və ya L5-dəki asteroidimiz Yer Günəşdən daha yüngül olduğu qədər, Yerə dəfələrlə zəif cəzb olunacaq. Bu qüvvələrin vektorları sırf həndəsi şəkildə qurularsa, onda onların nəticəsi tam olaraq barisentrə (“Günəş-Yer” sisteminin kütlə mərkəzinə) yönəldiləcəkdir. Günəş və Yer barisentr ətrafında eyni tezlikdə fırlanır və L4 və L5-dəki asteroidlər də eyni tezlikdə fırlanacaqlar. L4 yunanlar, L5 isə Yupiterin troyan asteroidlərinin şərəfinə troyan adlanır (daha ətraflı Wiki-də).

Bu "nöqtələr" nədir, kosmik layihələrdə niyə cəlbedicidir və onlardan istifadə praktikası varmı? Bu suallarla Planet Queen portalının redaksiya heyəti texnika elmləri doktoru Yuri Petroviç Ulibışevə müraciət edib.

Müsahibəni “Böyük başlanğıc” layihəsinin rəhbərinin müavini Oleq Nikolayeviç Volkov aparır.

Volkov O.N.: Energia Raket-Kosmik Korporasiyasının Elmi-Texniki Mərkəzinin rəis müavini, Kosmik Balistika şöbəsinin müdiri, texnika elmləri doktoru Yuri Petroviç Ulibışev Planet Korolev internet portalına baş çəkir. Yuri Petroviç, günortanız xeyir!

.: Günortanız Xeyir.

V .: Yerə yaxın orbitdə idarə olunan komplekslərin mövcudluğu maraq doğurmur. Bu adi, adi bir şeydir. IN Son vaxtlar beynəlxalq kosmos ictimaiyyəti ev sahibliyi etməli olduğu digər kosmik layihələrə də maraq göstərir kosmik komplekslər, o cümlədən Laqranj məntəqələrində idarə olunanlar. Onların arasında ziyarət edilən kosmik stansiyaların layihəsi, axtarış üçün yerləşdirilən stansiyaların layihəsi var təhlükəli asteroidlər və ayı izləmək.

Lagrange nöqtələri nədir? Səma mexanikası baxımından onların mahiyyəti nədir? Bu məsələ ilə bağlı nəzəri tədqiqatların tarixi necədir? Əsas tədqiqat nəticələri hansılardır?

U.: Günəş sistemimizdə Yerin, Ayın, planetlərin hərəkəti ilə bağlı çoxlu sayda təbii effektlər mövcuddur. Bunlara Laqranj nöqtələri daxildir. IN elmi ədəbiyyat onları daha çox hətta librasiya nöqtələri də adlandırırlar. Bu fenomenin fiziki mahiyyətini izah etmək üçün əvvəlcə nəzərdən keçirək sadə sistem. Yer var və Ay onun ətrafında dairəvi orbitdə uçur. Təbiətdə başqa heç nə yoxdur. Bu, məhdud üç bədən problemi adlanır. Və bu problemdə biz kosmik gəmini və onun mümkün hərəkətini nəzərdən keçirəcəyik.

Ağla gələn ilk şey düşünməkdir: kosmik gəmi Yerlə Ayı birləşdirən xətt üzərində olarsa nə baş verəcək. Bu xətt üzrə hərəkət etsək, onda iki cazibə sürətimiz var: Yerin cazibəsi, Ayın cazibəsi və üstəlik, bu xəttin daim fırlanması səbəbindən mərkəzdənqaçma sürətlənmə var. Aydındır ki, müəyyən bir nöqtədə, müxtəlif istiqamətlərdə olduqları və eyni xətt üzərində yerləşdikləri üçün bu üç sürətlənmənin hamısı sıfırlana bilər, yəni. bu balans nöqtəsi olacaq. Belə bir nöqtəyə Laqranj nöqtəsi və ya librasiya nöqtəsi deyilir. Əslində, beş belə nöqtə var: onlardan üçü Yerlə Ayı birləşdirən fırlanan xətt üzərindədir, onlara kollinear librasiya nöqtələri deyilir. Təhlil etdiyimiz birincisi işarələnmişdir L 1, ikincisi ayın arxasındadır- L 2 və üçüncü kollinear nöqtə- L 3, Aya nisbətən Yerin uzaq tərəfində yerləşir. Bunlar. bu xəttdə, lakin əks istiqamətdə. Bunlar ilk üç xaldır.

Bu xəttdən kənarda hər iki tərəfdə olan daha iki nöqtə var. Onlara üçbucaqlı librasiya nöqtələri deyilir. Bütün bu nöqtələr bu şəkildə göstərilmişdir (Şəkil 1). Budur belə ideallaşdırılmış bir şəkil.

Şəkil 1.

İndi bu nöqtələrin hər hansı birinə kosmik gəmi yerləşdirsək, belə bir sadə sistem çərçivəsində o, həmişə orada qalacaq. Əgər bu nöqtələrdən bir qədər kənara çıxsaq, onda onların yaxınlığında dövri orbitlər mövcud ola bilər, onlara haloorbitlər də deyilir (bax şək. 2) və kosmik gəmi bu nöqtə ətrafında belə özünəməxsus orbitlərdə hərəkət edə biləcək. Librasiya nöqtələrindən danışırıq L 1, L 2 Yer-Ay sistemi, onda bu orbitlər boyunca hərəkət müddəti təxminən 12 - 14 gün olacaq və onlar tamamilə fərqli yollarla seçilə bilər.

Şəkil 2.

Əslində dönsək həqiqi həyat və bu problemi artıq dəqiq tərtibatda nəzərdən keçirin, onda hər şey daha mürəkkəb olacaq. Bunlar. Bir kosmik gəmi çox uzun müddət qala bilməz, məsələn, belə bir orbit boyunca hərəkət edən bir müddətdən çox, onda qala bilməz, çünki:

Birincisi, Ayın Yer ətrafında orbiti dairəvi deyil - bir az elliptikliyə malikdir;

Bundan əlavə, Günəşin cazibəsi, günəş işığının təzyiqi kosmik gəmiyə təsir edəcək.

Nəticədə kosmik gəmi belə orbitdə qala bilməyəcək. Ona görə də bu cür orbitlərdə kosmik uçuşun həyata keçirilməsi baxımından kosmik gəmini müvafiq halo orbitə çıxarmaq və sonra onu saxlamaq üçün vaxtaşırı manevrlər etmək lazımdır.

Planetlərarası uçuşların standartlarına görə, bu cür orbitləri saxlamaq üçün yanacaq xərcləri olduqca kiçikdir, ildə 50-80 m/san-dan çox deyil. Müqayisə üçün deyə bilərəm ki, ildə bir geostasionar peykin orbitini saxlamaq da 50 m/s təşkil edir. Orada biz geostasionar peyki sabit bir nöqtənin yaxınlığında saxlayırıq - bu iş daha asandır. Burada biz kosmik gəmini belə bir halo orbitinin yaxınlığında saxlamalıyıq. Prinsipcə, praktiki olaraq bu vəzifə həyata keçirilə bilər. Üstəlik, itələyicilərdən istifadə etməklə həyata keçirilə bilər və hər bir manevr metrin bir hissəsi və ya m/san vahididir. Bu, bu nöqtələrin yaxınlığında orbitlərdən istifadənin mümkünlüyünü göstərir kosmik uçuşlar, o cümlədən insanlılar.

İndi, nöqteyi-nəzərdən, nə üçün faydalıdırlar və niyə maraqlıdırlar, daha doğrusu, praktiki astronavtika üçün?

Hamınız xatırlayırsınızsa, Amerika layihəsi " APOLLO ”, aparatın endiyi Ay orbitindən istifadə edərək Ayın səthinə enib, bir müddət sonra Ay orbitinə qayıdıb və sonra Yerə uçub. Dairəvi Ay orbitləri müəyyən maraq doğurur, lakin onlar həmişə insanlı astronavtika üçün əlverişli deyil. Müxtəlif fövqəladə vəziyyətlərimiz ola bilər, əlavə olaraq, Ayı təkcə müəyyən bir bölgənin yaxınlığında deyil, ümumiyyətlə, bütün Ayı öyrənmək istəmək təbiidir. Nəticədə məlum olur ki, dairəvi orbitlərdən istifadə bir sıra məhdudiyyətlərlə bağlıdır. Məhdudiyyətlər buraxılış tarixlərinə, ayın dairəvi orbitindən qayıtma tarixlərinə qoyulur. Dairəvi orbitlərin parametrləri mövcud enerjidən asılı ola bilər. Məsələn, qütb bölgələri əlçatmaz ola bilər. Ancaq librasiya nöqtələrinin yaxınlığında kosmik stansiyaların lehinə ən vacib, ehtimal ki, arqument budur:

Birincisi, biz istənilən vaxt Yerdən buraxıla bilərik;

Əgər stansiya librasiya nöqtəsində yerləşirsə və astronavtlar Aya uçmalıdırsa, onlar librasiya nöqtəsindən, daha doğrusu, haloorbitdən Ayın səthinin istənilən nöqtəsinə uça bilərlər;

İndi ekipaj gəlib: pilotlu astronavtika nöqteyi-nəzərindən, hər hansı fövqəladə vəziyyət, ekipaj üzvlərinin xəstəliyi və s. hallar zamanı ekipajın tez geri qayıtma ehtimalını təmin etmək çox vacibdir. Ayın orbitindən danışırıqsa, məsələn, 2 həftəlik bir başlanğıc vaxtını gözləmək lazım ola bilər, lakin burada biz istənilən vaxt başlaya bilərik - Aydan stansiyaya qədər librasiya nöqtəsinə və sonra Yerə və ya , prinsipcə, dərhal Yerə. Bu cür üstünlüklər olduqca aydın görünür.

İstifadə variantları var: L1 və ya L2. Müəyyən fərqlər var. Bildiyiniz kimi, Ay həmişə eyni tərəflə bizə çevrilir, yəni. öz fırlanma müddəti onun Yer ətrafında hərəkət dövrünə bərabərdir. Nəticədə Ayın uzaq tərəfi heç vaxt Yerdən görünmür. Bu halda, siz elə bir halo orbit seçə bilərsiniz ki, o, həmişə Yer kürəsinin görmə xəttində olsun və Ayın uzaq tərəfi ilə bağlı rabitə, müşahidələr və bəzi digər təcrübələr apara bilsin. Beləliklə, istər L1, istərsə də L2 nöqtəsində yerləşən kosmik stansiyalar insanlı astronavtika üçün müəyyən üstünlüklərə malik ola bilər. Bundan əlavə, maraqlıdır ki, L1 və ya L2 nöqtələrinin halo orbitləri arasında sözdə aşağı enerjili uçuşu, sözün əsl mənasında, 10 m/san yerinə yetirmək mümkündür və biz bir halo orbitindən digərinə uçacağıq.

V.: Yuri Petroviç, sualım var: L1 nöqtəsi Ay ilə Yer arasındakı xətt üzərində yerləşir və mənim başa düşdüyüm kimi, kosmik stansiya ilə Yer arasında əlaqəni təmin etmək baxımından daha rahat. Siz dediniz ki, Ayın arxasında olan L2 nöqtəsi praktiki astronavtika üçün də maraq doğurur. Bəs stansiya L2 nöqtəsində yerləşirsə, Yerlə əlaqəni necə təmin etmək olar?

At.: L1 nöqtəsinin yaxınlığında orbitdə olan istənilən stansiya Yerlə, istənilən halo orbitlə fasiləsiz əlaqə yaratmaq imkanına malikdir. L2 nöqtəsi üçün bu bir qədər mürəkkəbdir. Bu onunla bağlıdır ki kosmik stansiya bir halo orbiti boyunca hərəkət edərkən, Yerə münasibətdə, sanki Ayın kölgəsində ola bilər və sonra əlaqə mümkün deyil. Ancaq Yerlə həmişə əlaqə saxlaya biləcək belə bir halo orbit qurmaq mümkündür. Bu xüsusi seçilmiş orbitdir.

S: Bunu etmək asandır?

U.Cavab: Bəli, bunu etmək olar və heç bir şey pulsuz edilə bilməyəcəyi üçün bir az daha çox yanacaq sərfiyyatı tələb olunacaq. Tutaq ki, 50 m/s əvəzinə 100 m/s olacaq. Bəlkə də bu, ən kritik məsələ deyil.

S: Daha bir aydınlaşdırıcı sual. L1 nöqtəsindən L2 nöqtəsinə və geriyə uçmağın enerji baxımından asan olduğunu söylədiniz. Düzgün başa düşürəm ki, Ayın bölgəsində iki stansiya yaratmağın mənası yoxdur, ancaq enerji baxımından asanlıqla başqa bir nöqtəyə hərəkət edən bir stansiyanın olması kifayətdir?

U.: Bəli, yeri gəlmişkən, beynəlxalq kosmik stansiyadakı tərəfdaşlarımız L1 nöqtəsindən L2 nöqtəsinə və geriyə uçmaq imkanı olan kosmik stansiya şəklində ISS layihəsinin inkişafının müzakirəsi variantlarından birini təklif edirlər. Bu, uçuş vaxtı (məsələn, 2 həftə) baxımından olduqca mümkün və proqnozlaşdırıla biləndir və insanlı astronavtika üçün istifadə edilə bilər.

Onu da deyim ki, praktikada haloorbitlərdə uçuşlar hazırda layihə çərçivəsində amerikalılar tərəfindən həyata keçirilir ARTEMİS . Bu, təxminən 2-3 il əvvəldir. Orada iki kosmik gəmi müvafiq orbitləri saxlayaraq L1 və L2 nöqtələrinin yaxınlığında uçdu. Bir cihaz L2 nöqtəsindən L1 nöqtəsinə uçuş etdi. Bütün bu texnologiya praktikada tətbiq edilmişdir. Təbii ki, biz bunu etmək istərdik.

V .: Yaxşı, hələ qarşıda hər şey var. Yuri Petroviç, növbəti sual. Sizin mülahizənizdən başa düşdüyüm kimi, iki planetdən ibarət istənilən kosmik sistemin Laqranj nöqtələri və ya librasiya nöqtələri var. Günəş-Yer sistemi üçün belə nöqtələr var və bu nöqtələrin cazibəsi nədir?

U.A: Bəli, əlbəttə, tamamilə doğrudur. Yer-Günəş sistemində librasiya nöqtələri də var. Onlardan da beşi var. Dairəvi librasiya nöqtələrindən fərqli olaraq, bu nöqtələrdə uçuş tamamilə fərqli vəzifələr üçün cəlbedici ola bilər. Xüsusilə desək, L1 və L2 nöqtələri ən çox maraq doğurur. Bunlar. Yerlə Günəşi birləşdirən xətt üzrə L1 nöqtəsi Yerdən Günəşə, L2 nöqtəsi isə əks istiqamətdə.

Belə ki, Günəş-Yer sistemində L1 nöqtəsinə ilk uçuş 1978-ci ildə həyata keçirilib. O vaxtdan bəri bir neçə kosmik missiya həyata keçirildi. Belə layihələrin əsas leytmotivi Günəşin müşahidəsi ilə bağlı idi: günəş küləyi, o cümlədən günəş fəaliyyəti. Günəşdə Yerə təsir edən bəzi aktiv proseslər haqqında xəbərdarlıqdan istifadə edən sistemlər var: iqlimimiz, insanların rifahı və s. Bu L1 nöqtəsinə aiddir. O, ilk növbədə Günəşi, onun fəaliyyətini və Günəşdə baş verən prosesləri müşahidə etmək imkanı ilə bəşəriyyəti maraqlandırır.

İndi L2 nöqtəsi. L2 nöqtəsi də maraqlıdır və ilk növbədə astrofizika üçün. Və bu onunla bağlıdır ki, bu nöqtənin yaxınlığında yerləşən kosmik gəmi, məsələn, Günəşdən gələn radiasiyadan qorunacaq radio teleskopdan istifadə edə bilər. O, Yerdən və Günəşdən uzaqlaşacaq və daha sırf astrofiziki müşahidələrə imkan verə bilər. Onlar nə Günəşdən, nə də Yerdən əks olunan radiasiyadan səs-küylü deyillər. Həm də maraqlıdır, çünki Günəş ətrafında hərəkət etdiyimiz üçün 365 gündə tam bir inqilab edirik, sonra oxşar radio teleskopla kainatın istənilən istiqamətini nəzərdən keçirə bilərsiniz. Belə layihələr də var. Hazırda bizim Fizika İnstitutunda Rusiya Akademiyası Sciences belə bir "Millimetron" layihəsi hazırlayır. Bu məqamda da bir sıra missiyalar yerinə yetirilib və kosmik gəmilər uçur.

- Yuri Petroviç, Yeri təhdid edə biləcək təhlükəli asteroidlərin axtarışı nöqteyi-nəzərindən, kosmik gəmilər hansı nöqtədə yerləşdirilməlidir ki, onlar təhlükəli asteroidləri izləsinlər?

U.: Əslində, mənə elə gəlir ki, bu sualın elə birbaşa, açıq cavabı yoxdur. Niyə? Çünki Günəş sisteminə münasibətdə hərəkət edən asteroidlər, sanki, bir sıra ailələrə qruplaşdırılıblar, onlar tamamilə fərqli orbitlərə malikdirlər və mənim fikrimcə, bir növ asteroidlər üçün bir dairəvi nöqtədə aparat yerləşdirmək olar. Günəş-Yer sisteminin librasiya nöqtələrinə nə aid olduğunu siz də görə bilərsiniz. Amma mənə elə gəlir ki, belə açıq, birbaşa cavab vermək çətindir: “filan sistemdə filan məqam”. Lakin, prinsipcə, librasiya nöqtələri Yeri qorumaq üçün cəlbedici ola bilər.

V .: Düzgün başa düşürəm ki, Günəş sisteminin təkcə Yer - Ay, Yer - Günəş deyil, daha çox maraqlı yerləri var. Günəş sistemindəki başqa hansı maraqlı yerləri kosmik layihələrində istifadə etmək olar?

U.: Fakt budur ki, günəş sistemində mövcud olduğu formada librasiya nöqtələri ilə əlaqəli təsirdən əlavə, günəş sistemindəki cisimlərin qarşılıqlı hərəkəti ilə əlaqəli bir sıra belə təsirlər mövcuddur: həm Yer, həm də planetlər və s. d. Burada Rusiyada, təəssüf ki, bu mövzuda işlərdən xəbərim yoxdur, amma ilk növbədə amerikalılar və avropalılar günəş sistemində sözdə aşağı enerjili uçuşlar olduğunu aşkar etdilər (üstəlik, bu tədqiqatlar olduqca mürəkkəbdir. və riyazi olaraq iş baxımından və hesablama baxımından - onlar böyük hesablama superkompüterləri tələb edir).

Burada, məsələn, Yer-Ay sisteminin L1 nöqtəsinə qayıdırıq. Bu baxımdan, planetlərarası uçuşlar standartlarına uyğun olaraq bir neçə yüz m/san impulslar verən kiçik, günəş sistemi boyu uçuşlar (avtomatik maşınlar üçün cəlbedicidir) qurmaq mümkündür. Və sonra bu kosmik gəmi yavaş-yavaş hərəkət etməyə başlayacaq. Bu halda trayektoriyanı elə qurmaq olar ki, o, bir sıra planetlərdən yan keçsin.

Birbaşa planetlərarası uçuşlardan fərqli olaraq bu, uzun proses olacaq. Buna görə də insanlı astronavtika üçün çox uyğun deyil. Avtomatik cihazlar üçün isə çox cəlbedici ola bilər.

Şəkildə (şək. 3) bu uçuşların təsviri göstərilir. Trayektoriyalar, sanki, bir-birinə bağlıdır. Halo orbitindən L1-dən L2-yə keçid. Odur O kifayət qədər azdır. Orada da eynidir. Biz deyəsən bu tunellə sürüşürük və nişan yerində və ya başqa tunellə nişanlanmaya yaxın yerdə kiçik bir manevr edib üstündən uçuruq, başqa planetə gedirik. Ümumiyyətlə, çox maraqlı bir istiqamət. adlanır " super magistral (ən azı amerikalılar bu termindən istifadə edirlər).

şək.3.
(xarici nəşrlərdən götürülmüşdür)

Praktiki həyata keçirmə qismən amerikalılar tərəfindən layihənin bir hissəsi kimi həyata keçirilib GENESIS . İndi onlar da bu istiqamətdə işləyirlər. Mənə elə gəlir ki, bu, astronavtikanın inkişafında ən perspektivli belə sahələrdən biridir. Çünki hər şeyə rəğmən, hazırda bizdə olan o mühərriklərlə, yəni “hərəkətvericilər”lə, mən yüksək itələyici mühərrikləri və elektrik mühərrikləri nəzərdə tuturam (indiyə qədər onlar çox az təkan olan və çox enerji tələb edir) baxımından irəliləyəcəyik. Günəş sistemini inkişaf etdirən və ya daha çox çalışa bilmərik. Ancaq bu cür uzunmüddətli, hətta on illik uçuş tapşırıqları tədqiqat üçün çox maraqlı ola bilər. Eynilə Voyager kimi. Deyəsən, 1978 və ya 1982-ci ildən uçdu ( 1977-ci ildən - red.), indi günəş sistemindən çıxdı. Bu istiqamət çox çətindir. Birincisi, riyazi cəhətdən çətindir. Bundan əlavə, burada uçuş mexanikasının təhlili və hesablamaları yüksək kompüter resursları tələb edir, yəni. haqqında Şəxsi kompüter qısaldılması şübhəlidir, superkompüterlərdən istifadə etmək lazımdır.

Sual: Yuri Petroviç, aşağı enerjili keçid sistemindən kosmik günəş patrulunu təşkil etmək üçün istifadə edilə bilərmi - mövcud yanacaq məhdudiyyətləri ilə günəş sisteminin daimi monitorinqi sistemi?

U.: Hətta Yerlə Ay arasında, həmçinin, məsələn, Yerlə Mars, Yer və Venera arasında da kvazi dövri trayektoriyalar var. Necə ki, biz ideal problemdə pozulmadan mövcud olan halo orbitini təhlil etdik, lakin real təlaşlar tətbiq etdikdə, orbiti hansısa şəkildə düzəltməyə məcbur oluruq. Bu kvazi-dövri orbitlər, xarakterik sürətlər yüzlərlə m/san olduqda, planetlərarası uçuşlar standartlarına görə kiçik tələblər tələb edir. Asteroidləri müşahidə etmək üçün kosmik patrul nöqteyi-nəzərindən onlar cəlbedici ola bilər. Yeganə mənfi cəhət odur ki, uçuşlar uzun sürdüyünə görə hazırkı pilotlu kosmik proqram üçün zəif uyğundur. Enerji baxımından, hətta indi əsrimizdə olan mühərriklərlə kifayət qədər maraqlı layihələr həyata keçirilə bilər.

V .: Düzgün başa düşürəmmi, siz Yer-Ay sisteminin librasiya nöqtələrini idarə olunan obyektlər üçün, əvvəllər haqqında danışdığınız nöqtələri isə avtomatlar üçün nəzərdə tutursunuz?

U.: Mən bir məqamı da əlavə etmək istərdim, L1 və ya L2-dəki kosmik stansiya kiçik kosmik gəmilərin buraxılmasına xidmət edə bilər (amerikalılar bu yanaşmanı " qapı yolu - "Kainata körpü"). Qurğu nəyəsə görə vaxtaşırı az enerjili uçuşlardan istifadə etməklə Yer ətrafında çox böyük məsafələrdə hərəkət edə bilər və ya digər planetlərə uça bilər və ya hətta bir neçə planetin ətrafında uça bilir.

V .: Bir az xəyal edirsinizsə, o zaman gələcəkdə Ay kosmik yanacaq mənbəyi olacaq və Ay yanacağı Yer-Ay sisteminin librasiya nöqtəsinə veriləcək, o zaman kosmik gəmini kosmik yanacaqla doldurub göndərə bilərsiniz. Günəş sistemi boyunca kosmik patrullar.

Yuri Petroviç, siz maraqlı hadisələrdən danışdınız. Onlar Amerika tərəfi tərəfindən araşdırılıb ( NASA), bizdə isə bu layihələrlə məşğul olurlar?

U.: Yer-Ay sisteminin librasiya nöqtələri ilə bağlı layihələr, bildiyimə görə, yəqin ki, iştirak etmir. Onlar Günəş-Yer sisteminin librasiya nöqtələri ilə bağlı layihələrlə məşğul olurlar. Rusiya Elmlər Akademiyasının Keldış adına Tətbiqi Riyaziyyat İnstitutu, Kosmik Tədqiqatlar İnstitutu ilə bu sahədə böyük təcrübəmiz var və Rusiyanın bəzi universitetləri də analoji problemlərlə məşğul olmağa çalışırlar. Amma belə sistemli yanaşma, böyük proqram yoxdur, çünki proqram kadrların hazırlanmasından başlamalıdır və çox yüksək ixtisaslı kadrlar yoxdur. Kosmik ballistika, səma mexanikası üzrə ənənəvi kurslarda librasiya nöqtələrinin yaxınlığında kosmik gəmilərin hərəkət mexanikası, aşağı enerjili uçuşlar praktiki olaraq yoxdur.

Qeyd edim ki, o zaman Sovet İttifaqı bu kimi proqramlar az-çox aktiv şəkildə həyata keçirilirdi və qeyd etdiyim kimi, Tətbiqi Riyaziyyat İnstitutunda, İKI, FİAN-da mütəxəssislər var idi. İndi onların çoxu o yaşdadır... Və bu problemlərlə məşğul olacaq çoxlu sayda gənc çox zəif görünür.

Mən amerikalıları tərifləmək mənasında deyil, xatırladım. Fakt budur ki, ABŞ-da bu problemlərlə çox böyük bölmələr məşğul olur. İlk növbədə, laboratoriyada JPL NASA böyük bir komanda işləyir və onlar yəqin ki, Amerikanın planetlərarası astronavtika layihələrinin əksəriyyətini həyata keçiriblər. Bir çox Amerika universitetlərində, digər mərkəzlərdə, in NASA , yaxşı kompüter avadanlığı olan çoxlu sayda yaxşı təlim keçmiş mütəxəssislər çalışır. Onlar bu problem üzərində, bu istiqamətdə, çox geniş cəbhədə işləyirlər.

Təəssüf ki, biz bir az çaşqınıq. Əgər belə bir proqram Rusiyada meydana çıxsa və bütövlükdə böyük maraq doğursa, onda bu işlərin yerləşdirilməsi kadr hazırlığından başlayaraq tədqiqatlar, hesablamalar və müvafiq kosmik gəmilərin yaradılmasına qədər kifayət qədər uzun müddət çəkə bilərdi.

- Yuri Petroviç, ölkəmizdə səma mexanikası üzrə hansı ali məktəblərdə mütəxəssislər hazırlanır?

U.: Bildiyimə görə, Moskva Dövlət Universitetində, Sankt-Peterburq Universitetində səma mexanikası kafedrası var. Belə mütəxəssislər var. Neçədir, cavab verməkdə çətinlik çəkirəm.

V .: Çünki məsələnin praktik tərəfini həyata keçirməyə başlamaq üçün ilk növbədə dərin mütəxəssis olmalısan və bunun üçün də müvafiq ixtisasa sahib olmaq lazımdır.

U.A: Və çox yaxşı riyazi biliklərə sahibdir.

V: Yaxşı. İndi xüsusi riyazi hazırlığı olmayan insanlara kömək edəcək istinadların siyahısını verə bilərsinizmi?

U.: Rus dilində, bildiyim qədər, Markeyevin librasiya nöqtələrinə həsr olunmuş bir monoqrafiyası var. Yaddaşım mənə düzgün xidmət edirsə, buna “Göy mexanikasında və kosmodinamikada librasiya nöqtələri” deyilir. 1978-ci ildə çıxdı. Duboşinin redaktorluğu ilə “Göy mexanikası və astrodinamikanın kitabçası” kitabçası var. 2 nəşrdən keçdi. Xatırladığım qədər, onun da belə sualları var. Qalanları toplamaq olar, birincisi, Tətbiqi Riyaziyyat İnstitutunun internet saytında elektron kitabxana və bu istiqamətdə öz preprintləri (ayrıca dərc olunmuş məqalələr) var. İnternetdə sərbəst şəkildə çap edirlər. İstifadə etməklə Axtarış Motoru müvafiq preprintləri tapa və onlara baxa bilərsiniz. İnternetdə ingilis dilində çoxlu materiallar var.

S: Maraqlı hekayəyə görə təşəkkür edirəm. Ümid edirəm ki, bu mövzu internet resurs istifadəçilərimiz üçün maraqlı olacaq. Çox sağ olun!

B.V.Bülyubaş,
, MSTU im. R.E. Alekseeva, Nijni Novqorod

Lagrange nöqtələri

Təxminən 400 il əvvəl astronomların ixtiyarında planetlər və ulduzlar dünyasını öyrənmək üçün yeni alət - teleskop var idi. Galileo Galilei. Bir az vaxt keçdi və ona Ümumdünya cazibə qanunu və İsaak Nyutonun kəşf etdiyi üç mexanika qanunu əlavə edildi. Lakin yalnız Nyutonun ölümündən sonra onun kəşf etdiyi qanunlardan səmərəli istifadə etməyə və göy cisimlərinin trayektoriyalarını dəqiq hesablamağa imkan verən riyazi üsullar işlənib hazırlanmışdır. Fransız riyaziyyatçıları bu metodların müəllifləri oldular. Əsas fiqurlar Pierre Simon Laplace (1749-1827) və Joseph Louis Lagrange (1736-1813) idi. Böyük ölçüdə onların səyləri ilə yeni bir elm - səma mexanikası yarandı. Göy mexanikasının determinizm fəlsəfəsinin əsasına çevrildiyi Laplas bunu belə adlandırdı. Xüsusilə, Laplasın təsvir etdiyi, Kainatdakı bütün hissəciklərin sürətlərini və koordinatlarını bilən, geniş şəkildə tanınmağa başlayan qondarma bir məxluq obrazı, onun vəziyyətini istənilən gələcək anında birmənalı olaraq proqnozlaşdıra bilirdi. Bu məxluq - "Laplasın iblisi" - determinizm fəlsəfəsinin əsas ideyasını təcəssüm etdirdi. Və ən gözəl saat yeni elm 23 sentyabr 1846-cı ildə Günəş sisteminin səkkizinci planeti - Neptunun kəşfi ilə gəldi. Fransız riyaziyyatçısı Urbain Le Veryerin (1811-1877) apardığı hesablamalara əsasən, alman astronomu İohann Qalle (1812-1910) Neptunu tam olaraq olması lazım olan yerdə kəşf etdi.

Səma mexanikasının görkəmli nailiyyətlərindən biri 1772-ci ildə Laqranj tərəfindən qondarma librasiya nöqtələri. Laqranca görə, iki gövdəli sistemdə cəmi beş nöqtə var (adətən Lagrange nöqtələri), bir nöqtədə yerləşdirilmiş üçüncü cismə (kütləsi digər ikisinin kütlələrindən əhəmiyyətli dərəcədə az olan) təsir edən qüvvələrin cəmi sıfıra bərabərdir. Təbii ki, biz cazibə qüvvələrindən əlavə, mərkəzdənqaçma ətalət qüvvəsinin də bədənə təsir edəcəyi fırlanan istinad sistemindən danışırıq. Beləliklə, Laqranj nöqtəsində bədən tarazlıq vəziyyətində olacaqdır. Günəş-Yer sistemində Laqranj nöqtələri aşağıdakı kimi yerləşir. Günəşlə Yeri birləşdirən düz xəttdə beş nöqtədən üç nöqtə var. Nöqtə L 3 Günəşə nisbətən Yerin orbitinin əks tərəfində yerləşir. Nöqtə L 2 Günəşin Yerlə eyni tərəfində yerləşir, lakin ondan fərqli olaraq L 3, Günəş Yerlə örtülüdür. Bir nöqtə L 1 birləşdirən xəttdədir L 2 və L 3, lakin Yer və Günəş arasında. xal L 2 və L 1 Yerdən eyni məsafəni ayırır - 1,5 milyon km. Öz xüsusiyyətlərinə görə Laqranj nöqtələri fantastika yazıçılarının diqqətini cəlb edir. Beləliklə, Artur C. Klark və Stiven Baxterin "Günəş Fırtınası" kitabında Laqranj nöqtəsindədir. L 1 kosmik qurucuları Yer kürəsini super güclü günəş fırtınasından qorumaq üçün nəzərdə tutulmuş nəhəng ekran qururlar.

Qalan iki nöqtə L 4 və L 5 - Yerin orbitində, biri Yerin qarşısında, digəri arxadadır. Bu iki nöqtə digərlərindən çox əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir, çünki onların içində olan göy cisimlərinin tarazlığı sabit olacaqdır. Buna görə fərziyyə astronomlar arasında o qədər məşhurdur ki, nöqtələrin yaxınlığında L 4 və L 5-də 4,5 milyard il əvvəl sona çatan Günəş sisteminin planetlərinin formalaşması dövrünə aid qaz və toz buludunun qalıqları ola bilər.

Avtomatik planetlərarası stansiyalar günəş sistemini tədqiq etməyə başladıqdan sonra Laqranj nöqtələrinə maraq kəskin şəkildə artdı. Belə ki, məntəqənin yaxınlığında L 1 kosmik gəmi günəş küləyi üzərində araşdırma aparır NASA: SOHO (Günəş və Heliosfer Rəsədxanası) Və Külək(ingilis dilindən tərcümə - külək).

Başqa bir cihaz NASA- araşdırma WMAP (Wilkinson Mikrodalğalı Anizotropiya Probu)- məntəqənin yaxınlığında yerləşir L 2 və relikt radiasiyasını araşdırır. doğru L 2 Planck və Herschel kosmik teleskopları hərəkət edir; yaxın gələcəkdə onlara məşhur uzunömürlü Hubble kosmik teleskopunu əvəz edəcək Uebb teleskopu da qoşulacaq. Nöqtələrə gəldikdə L 4 və L 5 , sonra 26-27 sentyabr 2009-cu ildə əkiz zondlar STEREO-A Və STEREO-B Günəşin səthində aktiv proseslərin çoxsaylı şəkillərini Yerə ötürdü. İlkin layihə planları STEREO bu yaxınlarda əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirilmişdir və indi də zondların Laqranj nöqtələrinin yaxınlığındakı asteroidlərin mövcudluğunu öyrənmək üçün istifadə ediləcəyi gözlənilir. Belə bir araşdırmanın əsas məqsədi “sabit” Laqranc nöqtələrində asteroidlərin mövcudluğunu proqnozlaşdıran kompüter modellərini sınaqdan keçirməkdir.

Bununla əlaqədar olaraq demək lazımdır ki, 20-ci əsrin ikinci yarısında, səma mexanikasının mürəkkəb tənliklərini kompüterdə ədədi həll etmək mümkün olduqda, sabit və proqnozlaşdırıla bilən bir günəş sisteminin təsviri (və onunla birlikdə fəlsəfə). determinizm) nəhayət keçmişdə qaldı. Kompüter modelləşdirməsi göstərdi ki, müəyyən bir zamanda planetlərin sürətlərinin və koordinatlarının ədədi dəyərlərində qaçılmaz qeyri-dəqiqliklər günəş sisteminin təkamül modellərində çox əhəmiyyətli fərqlərə səbəb olur. Belə ki, ssenarilərdən birinə görə, Günəş sistemi yüz milyonlarla ildən sonra hətta planetlərindən birini də itirə bilər.

Eyni zamanda kompüter modelləri Günəş sisteminin gəncliyinin uzaq epoxasında baş vermiş hadisələri yenidən qurmaq üçün unikal imkan yaradır. Beləliklə, riyaziyyatçı E.Belbruno və astrofizik R.Qottun (Princeton Universiteti) modeli, buna görə Laqranj nöqtələrindən birində ( L 4 və ya L 5) uzaq keçmişdə Thea planeti yaranmışdır ( Teia). Digər planetlərin cazibə qüvvəsi Theanı bir anda Laqranj nöqtəsini tərk etməyə, Yerə doğru hərəkət trayektoriyasına daxil olmağa və nəhayət onunla toqquşmağa məcbur etdi. Gott və Belbruno modeli bir çox astronomun paylaşdığı fərziyyəyə təfərrüat əlavə edir. Buna əsasən, Ay təxminən 4 milyard il əvvəl Mars ölçüsündə kosmik obyektin Yerlə toqquşmasından sonra əmələ gələn maddədən ibarətdir. Lakin bu fərziyyənin zəif tərəfi var: belə bir obyektin tam olaraq harada əmələ gələ biləcəyi sualı. Əgər onun doğulduğu yer Günəş sisteminin Yerdən uzaq hissələri olsaydı, onda onun enerjisi çox böyük olardı və Yerlə toqquşmanın nəticəsi Ayın yaranması deyil, Yerin məhvi olardı. Və deməli, belə bir obyekt Yerdən çox da uzaqda yaranmalı idi və Laqranj nöqtələrindən birinin yaxınlığı bunun üçün olduqca münasibdir.

Bəs keçmişdə hadisələr bu şəkildə inkişaf edə bildiyi üçün gələcəkdə onların təkrarlanmasını nə qadağan edir? Başqa bir Tea, başqa sözlə, Laqranj nöqtələrinin yaxınlığında böyüməyəcəkmi? Prof. P. Weigert (Qərbi Ontario Universiteti, Kanada) hesab edir ki, bu mümkün deyil, çünki günəş sistemi Hal-hazırda belə obyektləri meydana gətirmək üçün kifayət qədər toz hissəcikləri olmadığı aydındır, lakin 4 milyard il əvvəl planetlər qaz və toz buludlarının hissəciklərindən əmələ gələndə vəziyyət kökündən fərqli idi. R.Qottun fikrincə, Laqranj nöqtələrinin yaxınlığında Tea planetinin “tikinti maddəsinin” qalıqları olan asteroidlərə rast gəlmək olar. Belə asteroidlər Yer üçün əhəmiyyətli risk faktoruna çevrilə bilər. Həqiqətən də, digər planetlərdən (və ilk növbədə Veneradan) qravitasiya təsiri asteroidin Laqranj nöqtəsinin yaxınlığından çıxması üçün kifayət edə bilər və bu halda o, Yerlə toqquşma trayektoriyasına yaxşı daxil ola bilər. Qott fərziyyəsinin tarixdən əvvəlki dövrü var: hələ 1906-cı ildə M. Volf (Almaniya, 1863–1932) Günəş-Yupiter sisteminin Laqranc nöqtələrində Mars və Yupiter arasındakı asteroid qurşağından kənarda olan ilk asteroidləri kəşf etdi. Sonradan onların mindən çoxu Günəş-Yupiter sisteminin Laqranj nöqtələrinin yaxınlığında aşkar edilmişdir. Günəş sistemindəki digər planetlərin yaxınlığında asteroidləri tapmaq cəhdləri o qədər də uğurlu olmadı. Göründüyü kimi, onlar hələ də Saturnun yaxınlığında yoxdur və yalnız son on ildə Neptun yaxınlığında aşkar edilmişdir. Bu səbəbdən, təbii olaraq, Yer-Günəş sisteminin Laqranj nöqtələrində asteroidlərin olub-olmaması məsələsi müasir astronomları həddindən artıq narahat edir.

P. Weigert, Mauna Keada (Havay, ABŞ) teleskopdan istifadə edərək, artıq 90-cı illərin əvvəllərində sınaqdan keçirdi. 20-ci əsr bu asteroidləri tapın. Onun müşahidələri ciddi idi, lakin uğur gətirmədi. Nisbətən bu yaxınlarda asteroidlər üçün avtomatik axtarış proqramları, xüsusən Yerə Yaxın Asteroidləri Axtarmaq üçün Linkoln Layihəsi işə salındı. (Lincoln Near Earth Asteroid Research layihəsi). Lakin hələlik heç bir nəticə verməyiblər.

Probların aparıldığı güman edilir STEREO belə axtarışları əsaslı şəkildə fərqli dəqiqlik səviyyəsinə çatdıracaq. Zondların Laqranj nöqtələri ətrafından keçməsi layihənin lap əvvəlində nəzərdə tutulmuşdu və asteroid axtarış proqramı layihəyə daxil edildikdən sonra hətta onların bu məntəqələrin yaxınlığında həmişəlik qalmasının mümkünlüyü müzakirə olunub.

Lakin hesablamalar göstərdi ki, zondları dayandırmaq çox yanacaq tələb edəcək. Bu vəziyyəti nəzərə alaraq layihə rəhbərləri STEREO kosmosun bu sahələrinin yavaş keçməsi variantına qərar verdi. Bu aylar çəkəcək. Zondların göyərtəsində heliosfer yazıcıları yerləşdirilir və onların köməyi ilə asteroidləri axtaracaqlar. Hətta bu vəziyyətdə də tapşırıq kifayət qədər çətin olaraq qalır, çünki gələcək təsvirlərdə asteroidlər minlərlə ulduzun fonunda hərəkət edən sadəcə nöqtələr olacaq. Layihə rəhbərləri STEREOİnternetdə əldə edilən şəkillərə baxacaq həvəskar astronomların axtarışında fəal köməyinə ümid edirlər.

Mütəxəssislər Laqranj məntəqələrinin yaxınlığında zondların hərəkətinin təhlükəsizliyindən çox narahatdırlar. Həqiqətən, "toz hissəcikləri" ilə toqquşma (ölçüsü olduqca əhəmiyyətli ola bilər) zondlara zərər verə bilər. Onların uçuş, zondlar STEREO dəfələrlə toz hissəcikləri ilə qarşılaşdılar - gündə bir dəfədən bir neçə minə qədər.

Qarşıdan gələn müşahidələrin əsas intriqası zondların neçə asteroidi “görməli” sualının tam qeyri-müəyyənliyidir. STEREO(əgər onlar ümumiyyətlə görsələr). Yeni kompüter modelləri vəziyyəti daha da proqnozlaşdırıla bilən hala gətirməyib: onlar təklif edirlər ki, Veneranın qravitasiya təsiri nəinki asteroidləri Laqranj nöqtələrindən “çəkə” bilər, həm də asteroidlərin bu nöqtələrə doğru hərəkətinə töhfə verə bilər. Laqranj nöqtələrinin yaxınlığındakı asteroidlərin ümumi sayı o qədər də böyük deyil (“biz yüzlərlə haqqında danışmırıq”) və onların xətti ölçüləri Mars və Yupiter arasındakı kəmərdən olan asteroidlərin ölçülərindən iki dəfə kiçikdir. Onun proqnozları gerçəkləşəcəkmi? Bir az daha gözləmək lazımdır...

Məqalənin materialları əsasında (ingilis dilindən tərcümə)
S. Klark. Çəkisizlikdə yaşamaq // Yeni Alim. 21 fevral 2009-cu il

Qarşınıza hansı məqsəd qoysanız, hansı missiyanı planlaşdırırsınızsa - kosmosda yolunuza ən böyük maneələrdən biri yanacaq olacaq. Aydındır ki, Yer kürəsini tərk etmək üçün artıq onun müəyyən bir hissəsi lazımdır. Atmosferdən nə qədər çox yük çıxarmaq lazımdırsa, bir o qədər çox yanacaq lazımdır. Lakin bu səbəbdən raket daha da ağırlaşır və hər şey bir qapalı dairəyə çevrilir. Bu, bizə bir raketdə bir neçə planetlərarası stansiyanı müxtəlif ünvanlara göndərməyə mane olur - onun sadəcə yanacaq üçün kifayət qədər yeri yoxdur. Bununla belə, hələ ötən əsrin 80-ci illərində elm adamları bir boşluq tapdılar - demək olar ki, yanacaq istifadə etmədən günəş sistemi ətrafında səyahət etmək üçün bir yol. Bu, Planetlərarası Nəqliyyat Şəbəkəsi adlanır.

Kosmosa uçuşun müasir üsulları

Bu gün Günəş sistemindəki cisimlər arasında hərəkət etmək, məsələn, Yerdən Marsa səyahət etmək üçün adətən Hohman ellipsi adlanan uçuş tələb olunur. Daşıyıcı buraxılır və sonra Marsın orbitindən kənara çıxana qədər sürətlənir. Qırmızı planetin yaxınlığında raket yavaşlayır və təyinat hədəfi ətrafında fırlanmağa başlayır. Həm sürətlənmə, həm də yavaşlama üçün çoxlu yanacaq yandırır, lakin eyni zamanda, Hohmann ellipsi ən çox istifadə olunanlardan biri olaraq qalır. təsirli yollar kosmosda iki obyekt arasında hərəkət edir.

Ellips Goman-Dug I - Yerdən Veneraya uçuş. Arc II - Veneradan Marsa uçuş Qövs III - Marsdan Yerə qayıdış.

Qravitasiya manevrləri də istifadə olunur ki, bu da daha təsirli ola bilər. Onları düzəldən kosmik gəmi böyük bir göy cisminin cazibə qüvvəsindən istifadə edərək sürətlənir. Sürətin artması demək olar ki, yanacaq istifadə etmədən çox əhəmiyyətlidir. Stansiyalarımızı Yerdən uzun bir səfərə göndərdiyimiz zaman bu manevrlərdən istifadə edirik. Ancaq qravitasiya manevrindən sonra gəmi bir planetin orbitinə girməli olsa, yenə də sürətini azaltmalıdır. Əlbəttə ki, bunun yanacaq tələb etdiyini xatırlayırsınız.

Məhz bu səbəbdən ötən əsrin sonlarında bəzi alimlər problemin həllinə digər tərəfdən yanaşmaq qərarına gəldilər. Onlar cazibə qüvvəsini sapand kimi deyil, coğrafi mənzərə kimi qəbul etdilər və planetlərarası nəqliyyat şəbəkəsi ideyasını formalaşdırdılar. Ona giriş və çıxış tramplinləri Laqranj nöqtələri idi - cazibə və fırlanma qüvvələrinin tarazlaşdığı göy cisimlərinin yanında beş sahə. Onlar bir cismin digəri ətrafında fırlandığı istənilən sistemdə mövcuddur və orijinallıq bəhanəsi olmadan L1-dən L5-ə qədər nömrələnir.

Bir kosmik gəmini Laqranj nöqtəsinə yerləşdirsək, o, orada qeyri-müəyyən müddətə asılı qalacaq, çünki cazibə qüvvəsi onu digər tərəfə çəkdiyindən daha çox çəkmir. Lakin bu məqamların heç də hamısı, obrazlı desək, bərabər yaradılmır. Onlardan bəziləri sabitdir - içəridə olarkən bir az yan tərəfə hərəkət etsəniz, cazibə qüvvəsi sizi yerə qaytaracaq - dağ vadisinin dibində top kimi. Digər Lagrange nöqtələri qeyri-sabitdir - bir az hərəkət etsəniz, oradan uzaqlaşmağa başlayacaqsınız. Buradakı əşyalar təpənin üstündəki topa bənzəyir - o, yaxşı yerləşdirilsə və ya orada saxlansa, orada qalacaq, lakin sürətini yığıb aşağı yuvarlanması üçün yüngül meh belə kifayətdir.

Kosmik mənzərənin təpələri və dərələri

Günəş sistemi ətrafında uçan kosmik gəmilər uçuş zamanı və marşrutun çəkilməsi mərhələsində bütün bu “təpələri” və “dərələri” nəzərə alır. Lakin planetlərarası nəqliyyat şəbəkəsi onları cəmiyyətin xeyrinə işləməyə məcbur edir. Artıq bildiyiniz kimi, hər bir sabit orbitdə beş Laqranj nöqtəsi var. Bu, Yer-Ay sistemi və Günəş-Yer sistemi və Saturnun özü ilə birlikdə Saturnun bütün peyklərinin sistemləridir ... Özünüzü davam etdirə bilərsiniz, axı Günəş sistemində çox şey bir şeyin ətrafında fırlanır.

Lagrange nöqtələri kosmosda öz xüsusi yerlərini daim dəyişdirsələr də, hər yerdə və hər yerdədir. Onlar həmişə fırlanma sisteminin daha kiçik obyektinin orbitini izləyirlər və bu, qravitasiya təpələri və dərələrin daim dəyişən mənzərəsini yaradır. Başqa sözlə, Günəş sistemində cazibə qüvvələrinin paylanması zamanla dəyişir. Bəzən müəyyən məkan koordinatlarında cazibə Günəşə, zamanın başqa bir nöqtəsində - planetə doğru yönəldilir və elə olur ki, onlardan Laqranj nöqtəsi keçir və heç kim heç bir yerə çəkməyəndə bu yerdə tarazlıq hökm sürür.

Təpələr və dərələr metaforası bu mücərrəd ideyanı daha yaxşı təmsil etməyə kömək edir, ona görə də biz ondan bir neçə dəfə daha istifadə edəcəyik. Bəzən kosmosda elə olur ki, bir təpə başqa bir təpənin və ya başqa vadinin yanından keçir. Onlar hətta üst-üstə düşə bilər. Və məhz bu anda kosmik hərəkətlər xüsusilə təsirli olur. Məsələn, qravitasiya təpəniz bir dərə ilə üst-üstə düşürsə, ona "yuvarlana" bilərsiniz. Başqa bir təpə sizin təpənizlə üst-üstə düşərsə, zirvədən zirvəyə tullanmaq olar.

Planetlərarası Nəqliyyat Şəbəkəsindən necə istifadə etmək olar?

Müxtəlif orbitlərin Laqranc nöqtələri bir-birinə yaxınlaşdıqda, birindən digərinə keçmək üçün demək olar ki, heç bir səy tələb olunmur. Bu o deməkdir ki, əgər siz tələsmirsinizsə və onların yaxınlaşmasını gözləməyə hazırsınızsa, demək olar ki, yanacaq sərf etmədən orbitdən orbitə, məsələn, Yer-Mars-Yupiter marşrutu ilə və ondan kənara tullanmaq olar. Bu ideyanın Planetlərarası Nəqliyyat Şəbəkəsi tərəfindən istifadə edildiyini başa düşmək asandır. Daim dəyişən Laqranj nöqtələri şəbəkəsi cüzi yanacaq sərfiyyatı ilə orbitlər arasında hərəkət etməyə imkan verən dolama yola bənzəyir.

Elmi ictimaiyyətdə bu nöqtədən-nöqtəyə hərəkətlər aşağı qiymətli ötürmə trayektoriyaları adlanır və onlardan artıq bir neçə dəfə praktikada istifadə olunub. Ən məşhur nümunələrdən biri 1991-ci ildə kosmik gəminin ənənəvi şəkildə öz missiyasını başa çatdırmaq üçün yanacağı çox az olduğu zaman Yapon Ay stansiyasını xilas etmək üçün çıxılmaz, lakin uğurlu cəhddir. Təəssüf ki, biz bu texnikanı müntəzəm olaraq istifadə edə bilmərik, çünki Laqranj nöqtələrinin əlverişli birləşməsini onilliklər, əsrlər və hətta daha uzun müddət ərzində gözləmək olar.

Ancaq vaxt tələsmirsə, biz rahatlıqla lazımi birləşmələri gözləyəcək və qalan vaxtda məlumat toplayacaq bir zond göndərə bilərik. Gözlədikdən sonra o, başqa orbitə tullanacaq və artıq orbitdə olmaqla müşahidələr aparacaq. Bu zond Günəş sistemi ətrafında qeyri-məhdud müddətə səyahət edə, onun yaxınlığında baş verən hər şeyi qeyd edə və insan sivilizasiyasının elmi yükünü artıra biləcək. Aydındır ki, bu, indi kosmosu necə tədqiq etdiyimizdən əsaslı şəkildə fərqli olacaq, lakin bu üsul gələcək uzunmüddətli missiyalar da daxil olmaqla, perspektivli görünür.