Parkowanie teleskopu w punkcie Lagrange'a: czy to dobry pomysł z gruzu?

Teleskop kosmiczny Jamesa Webba powinien znajdować się w punkcie Lagrange'a Ziemia-Słońce L2.

Czy spodziewamy się, że region wokół tego punktu będzie miał większe stężenie odpadów kosmicznych, asteroid, pyłu itp.? Czy byłby to problem z zapewnieniem bezpiecznego ustawienia teleskopu (tj. Wymagałby dodatkowej osłony przeciwpyłowej)? Czy oczekujemy jednak, że dokładny punkt Lagrange'a będzie wolny od jakiejkolwiek materii, ponieważ zajęłoby przyspieszenie / spowolnienie, aby materia faktycznie osiągnęła dokładnie to miejsce? Jak duża byłaby ta strefa „wolna od zanieczyszczeń”?

Hmmm nie, to nie będzie zaśmiecone gruzem, i tak, że to dobry pomysł, aby zaparkować JWST (Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba) w Sun-Ziemia L ₂ pkt.

Piątka punktów Lagrange'a jest niestabilnych, na przykład z powodu anomalii grawitacyjnych dwóch masywnych ciał systemu Lagrange'a, mimośrodowych orbit i istnieje wiele innych czynników ich niestabilności. Jednocześnie są najmniej atrakcyjnymi grawitacyjnie punktami wokół dwóch masywnych ciał.

Pomyśl o punktach L jak o zaparkowaniu samochodu na płaskiej przestrzeni na szczycie wzgórza. Musisz podejść z pewną kontrolą, a następnie spróbować wyważyć się na swoim miejscu parkingowym, jeśli nie planujesz używania hamulca ręcznego i pozostaniesz nieruchomo:

    ^{Wizualizacja relacji między dwoma masywnymi ciałami i ich pięcioma punktami Lagrange'a (Źródło: Wikipedia )}

Nie byłoby tam żadnych gruzów, ani żadnej innej materii, takiej jak mniejsze cząstki, przynajmniej nie bardziej prawdopodobne niż gdziekolwiek indziej, tylko przejściowe w naturze i być może nawet mniej prawdopodobne niż gdzie indziej, ponieważ wszystkie inne cząstki masy grawitowałyby w kierunku bardziej masywne ciała dwóch centrów systemu Lagrange'a w ich pobliżu.

Bez ciała z masą spoczynkową nie pozostanie tam z własnej inicjatywy, chyba że będzie miało aktywną kontrolę położenia, aby ustawić się tam i stale dostosowywać się do zmian wektora przyciągania grawitacyjnego, gdy dwa ciała masowe obracają się wokół swoich osi, zmieniają odległość, krążąc wokół siebie, lub punkty L, na które wpływ mają inne ciała masowe tego samego układu planetarnego.

W tym samym czasie JWST będzie chroniony przez Ziemię przed wszelkimi działaniami Słońca, a także interferencją Słońca z czułym sprzętem JWST, gdy zacznie on obserwować Wszechświat w widmie podczerwieni. Większość odpadów orbitalnych z naszych własnych misji eksploracji kosmosu jest zagracona w pasie LEO (Low Earth Orbit) na wysokości około 500-1500 km nad powierzchnią Ziemi:

             ^{Źródło: Active Debris Removal: EDDE, ElectroDynamic Debris Eliminator , Jerome Pearson i in. (PDF)}

Teraz JWST zostanie rozmieszczony na bardzo dużej orbicie halo o promieniu 800 000 kilometrów (500 000 mil) wokół punktu L-Słońce-Ziemia ₂ , czyli 150000 km (930 000 mil) od Ziemi, około 4 razy dalej niż odległość między Ziemia na Księżyc. Więc nie dokładnie w cieniu Ziemi i nadal będzie korzystać z dużej rozkładanej osłony przeciwsłonecznej , ale to daleko od miejsca, w którym zaśmiecamy nasze LEO, a nawet GEO / GSO (geostacjonarne / geosynchroniczne orbity), a GEO jest najdalszym z tych często używanych orbit , na 35 786 kilometrów (22 236 mil) powyżej równika Ziemi (i jego cmentarz krąży nieco dalej). JWST zostanie umieszczony na orbicie halo prawie 40 razy dalej od Ziemi, niż można się spodziewać, gdyby wszelkie kosmiczne śmieci zaśmiecały orbity naszej planety.

Tak, bardzo dobrym pomysłem jest umieszczenie JWST wokół punktu L-Słońce-Ziemia ₂ .

Orbita znajduje się wokół L2 w dużej odległości od niej, około 10 000 km wokół niej.

Oto mapa stabilności punktów lagrangian:

L2 jest niestabilny, jak balansowanie ołówkiem na jego czubku, ale L4 i L5 mają siłę przywracającą deprujący przedmiot z powrotem na L4.

Na L2 znajduje się wiele drobin kosmicznych, które krążą wokół Ziemi, JWST ma mniejsze szanse na trafienie niż stacja kosmiczna.

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