نقاط لاجرانج: منازل التلسكوبات الفضائية

ما هي نقطة لاجرانج الثانية؟ المكان الذي ذهب إليه تلسكوب جيمس ويب ليستقر فيه ويبدأ عمله.

الموضوع يتعلق بتوازن القوى. كشخصين يتنافسان على كرة بين يديهما. كل يشد الكرة نحوه، ولكن تبقى الكرة في مكانها لا تتحرك، فهي في حالة اتزان وتبدو غير متأثرة بأي قوة (لأن القوى المتنافسة تلغي بعضها الأخرى).

الأمر يحدث في الأنظمة الفلكية وإن كان بطريقة أكثر تعقيدا من المثال السابق، كنظام “الشمس والأرض”، يجذب أحدهما الآخر، وهو نظام يدور. وهذا الدوران هو أحد الأسباب التي تعقد المسألة.

إذا وضعت جسم صغير في حدود هذا النظام فهناك عدة احتمالات. مثلا قد يدور حول الشمس، أو حول الأرض أو يدخل في مسار معقد. وكل ذلك يعتمد على مساره الأصل (قبل دخول للنظام) وسرعته واتجاهه. الرسمة التالية توضح لنا قوة الجاذبية الخاصة بنظام الشمس-الأرض.

هناك حالة خاصة وهي أن يبقى الجسم في مكانه بالنسبة للأرض وللشمس مع مرور الزمن.
وهي تحدث عند خمس مواضع في نظام الشمس-الأرض، تتداخل القوى فيلغي بعضها الآخر، ويكون لدوران النظام ككل دور مهم في إحداث حالة التوازن. هذه النقاط تسمى باسم الفيزيائي الرياضي جوزيف لاجرانج.

نقطة لاجرانج الثانية تبعد عن الأرض حوالي مليون ونصف كيلومتر. وعندما يصل إليها جسم ما (تليسكوب مثلا) وتكون سرعة وصوله في الحد المطلوب فإنه يدور حولها. ولكنه يدخل في مدار غير مستقر ويحتاج لتصحيح بشكل مستمر (كل 20 يوم تقريبا)

وهي عملية ممكنة، فالتلسكوبات والمسابر المرسلة لهناك يوجد فيها نظام دفع لتصحيح المسار عند اللزوم. لذلك تبقى في تلك المنطقة للمدة المطلوبة لعمل التجربة. إلا إذا تعطل نظام التصحيح فتخرج عن حدود النقطة وتفقد خاصية البقاء في تلك المنطقة

بالنسبة لنقاط لاجرانج رقم 1و 3 فهي مثل النقطة رقم 2 من حيث عدم استقرار مدار الجسم الذي يدور حولها. النقطة رقم 1 مفيدة لدراسة الشمس، وأما النقطة رقم 3 فهي تقع خلف الشمس فيصعب التواصل معها والاستفادة منها بالنسبة لنا في الأرض.

أما بالنسبة للنقطتين 4 و5 فإن الجسم الواصل إليهما يدخل في مدار مستقر حولهما. وهذه ميزة كبيرة ولكنهما يبعدان عن الأرض بأكثر من 100 ضعف المسافة عن النقطة 2. لذلك ترسل المهام عادة للنقطة 2 مع نظام تصحيح للمدار.

4 آراء على “نقاط لاجرانج: منازل التلسكوبات الفضائية”

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.