Интерфакс: Индийская обсерватория для изучения Солнца Aditya-L1 успешно покинула околоземную орбиту и вышла на перелетную траекторию на пути к орбите в точке Лагранжа L1. Он находится очень далеко, в районе точки Лагранжа L2, в 1,5 млн км от Земли, и летает не вокруг Земли, а вместе с ней вокруг Солнца. 16 апреля 2020 г. астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ» стала первым отечественным космическим аппаратом, который облетел точку Лагранжа L2. Эти точки названы в честь Жозефа-Луи Лагранжа – французского математика, который первым занялся их изучением в 18 веке.
Полет космического телескопа Джеймс Уэбб к точке Лагранжа L2 почти завершен
Келдыша РАН Траектория космического аппарата «Спектр-РГ» в космосе похожа на спираль: он вращается вокруг точки Лагранжа L2, которая находится примерно в 1,5 миллиона километров на линии «Солнце—Земля» в сторону от Солнца. В этой точке силы притяжения Земли и Солнца, как это принято говорить, уравновешиваются центробежной силой, так что помещенное в эту точку тело в ней и остаётся, вращаясь вокруг Солнца. Однако это идеальный случай — в реальности же космические аппараты находятся не точно в L2, а движутся вокруг неё по различным траекториям. В частности, «Спектр-РГ» облетает L2 по эллиптической незамкнутой орбите с размерами полуосей более 750 тысяч километров и около 250 тысяч километров. Точка L2 удобна для проведения обзоров: вращаясь вокруг оси, которая примерно соответствует направлению на Солнце, аппарат «Спектр-РГ» сможет провести полный обзор небесной сферы за полгода, при этом в поле зрения его телескопов не попадает Солнце. Но такая рабочая орбита неустойчива, поэтому приходится периодически примерно один раз в два месяца проводить маневры коррекции, чтобы аппарат оставался на ней.
Однако спутник, размещенный в точке L1 между двумя небесными телами, сможет фиксировать поток этих частиц за несколько часов до того, как они достигнут Земли. В настоящее время для мониторинга используются данные зарубежных аппаратов. Во вселенной есть особые места, где гравитационные силы идеально сбалансированы. Чем хороша точка Лагранжа L1?
В системе Солнце - Земля она является идеальным местом для размещения космической станции для наблюдения за Солнцем. Здесь светило никогда не перекрывается ни Луной, ни Землей. Точка Лагранжа L1 сбалансирована гравитационным притяжением двух объектов и лежит на прямой линии между ними.
Aditya-L1 предназначена для размещения на околоземной орбите вокруг точки Лагранжа 1 между Землёй и Солнцем — гравитационно устойчивой области, из которой аппарат будет иметь беспрерывный обзор Солнца. На Aditya-L1 размещено семь научных приборов для пятилетней миссии изучения Солнца. Это второй запущенный космический аппарат Индии за пределами сферы влияния Земли, первым был марсоход, запущенный в октябре 2013 года и прибывший на орбиту вокруг Марса в 2014 году.
Но всю её проходить не будет. На заданном участке корабль совершит новый гравитационный манёвр и пойдёт на снижение, чтобы гравитация Луны бросила его назад к Земле.
Согласно расчётам, приводнение корабля в Тихом океане ожидается 11 декабря. При входе в атмосферу корабль испытает усиленный тепловой экран, который не использовался со времён миссий «Аполлон». После облёта Луны Orion войдёт в атмосферу на более высокой скорости, чем при обычном снижении с орбиты, поэтому тепловая нагрузка на корабль будет намного-намного выше. Успех всего мероприятия обеспечит почву для миссии Artemis II в 2024 году, в ходе которой сегодняшний маршрут беспилотного «Ориона» повторит капсула с астронавтами.
Каталог Точка Лагранжа
На это ему потребовалась половина года: 22 октября 2019 года двигатели выполнили манёвр коррекции, после которого он вышел на рабочую орбиту вокруг L2. За это время Земля сделала половину оборота вокруг Солнца, а научные приборы обсерватории успели провести калибровки и проверочные наблюдения, а затем осмотреть более половины небесной сферы. Траектория космического аппарата «Спектр-РГ» в космосе похожа на спираль, он вращается вокруг точки Лагранжа L2, которая находится примерно в 1,5 миллиона километров на линии «Солнце — Земля» в сторону от Солнца. В этой точке силы притяжения Земли и Солнца уравновешиваются центробежной силой, так что помещенное в эту точку тело в ней и остаётся, вращаясь вокруг Солнца. Однако это идеальный случай, в реальности же космические аппараты находятся не точно в L2, а движутся вокруг неё по различным траекториям. В частности, «Спектр-РГ» облетает L2 по эллиптической незамкнутой орбите с размерами полуосей более 750 тысяч километров и около 250 тысяч километров.
Ей предстоит исследовать поток частиц, идущих от него, измерять магнитное поле, исследовать солнечную корону и динамику корональных выбросов массы. Кроме этого, станция проведет исследование солнечной фотосферы, хромосферы, измерит колебания солнечного излучения.
Проект Aditya-L1 стал второй высокотехнологичной миссией по исследованию космоса, реализованной Индией в этом году. Модуль доставил на поверхность спутника небольшой луноход, который сейчас продолжает работу.
В дальнейшем инженеры будут включать двигатели раз в три недели, чтобы сохранить положение «Джеймса Уэбба». Как указали специалисты НАСА, за счёт метастабильности L2 на подобные корректировки потребуется сравнительно мало топлива. Кроме того, ракета « Ариан-5 » неожиданно удачно «закинула» телескоп в космос, благодаря чему удалось сберечь внушительную часть топлива и продлить потенциальный срок службы телескопа. Орбита телескопа вокруг L2 и его путь от Земли до места назначения. В частности, они продолжат процесс калибровки оптики, начавшийся 12 января.
Главное зеркало обсерватории - уникальная оптическая система, которая в 6 раз больше, чем у «Хаббла» и при этом почти на треть легче. It will orbit the Sun, in line with Earth, as it orbits L2. Это почти в четыре раза дальше Луны.
Каталог Точка Лагранжа
французского математика, который первым занялся их изучением в 18 веке. 16 апреля 2020 г. астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ» стала первым отечественным космическим аппаратом, который облетел точку Лагранжа L2. Точка Лагранжа – уникальная область, где гравитационные силы между Землей и Солнцем достигают равновесия.
НАСА показало гало-орбиту для новой орбитальной станции
Контроль над этими точками Лагранжа дает значительные преимущества в космических исследованиях, связи и наблюдении. L2, расположенная в 1,5 миллионах километров позади Земли с точки зрения Солнца, предлагает беспрепятственный обзор дальнего космоса. Это делает его отличным местом для установки чувствительных телескопов, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба JWST. Соединенные Штаты также присматриваются к L2 в системе Земля-Луна, планируя такие миссии, как лунный аванпост Gateway, на конец 2020-х годов. Лаура Даффи, инженер по космическим системам, подчеркивает важность L2, поскольку с нее видна дальняя сторона Луны: "Мы не можем увидеть ее с Земли, а Китай направляется туда".
Но когда спутник улетел и находился над Америкой, наблюдать за ним уже не получалось, приходилось просить о помощи американских коллег. Такой способ не очень удобный: много антенн, много коллективов, с которыми надо договариваться.
Если мы запускаем спутник в точку Лагранжа, наладить с ним связь даже из одного пункта довольно просто. Телескоп наблюдает непрерывно, постоянно получает очень много информации. Эту информацию надо все время сбрасывать на Землю, на самом аппарате много ее накопить не получается. А когда он находится в точке Лагранжа, мы можем все время поддерживать связь с телескопом. Коллинеарные точки либрации L1, L2, L3 неустойчивые. Это значит, что космический аппарат или природное тело, попавшее в такую точку, будет колебаться около нее только в течение определенного времени, после чего из нее вылетит.
Треугольные точки L4 и L5 устойчивые: любой объект, попавший в их малые окрестности, в них и останется. Каждая точка Лагранжа имеет свои особенности и научный потенциал. Расскажем о них подробнее. Точка L1 расположена на прямой линии между телами, например Солнцем и Землей. Это идеальное место для наблюдений за звездой: Солнце здесь никогда не перекрывается ни Землей, ни Луной.
Он создан с участием Германии в рамках Федеральной космической программы России по заказу Российской академии наук. Основная цель миссии — построение карты неба в мягком 0,3—8 кэВ и жестком 4—20 кэВ диапазонах рентгеновского спектра. Была проделана большая работа. А тот обзор, который мы планируем, будет примерно в 30 или 40 раз более чувствительным по глубине и в более жестком диапазоне, чем обзор ROSAT. Фактически мы сделаем полную перепись и нанесем на карту все крупные скопления галактик, которые сформировались в нашей Вселенной, а также несколько миллионов ядер активных галактик, то есть проследим космологическую эволюцию сверхмассивных черных дыр». Ожидается, что в ходе обзора неба «Спектр-РГ» обнаружит около трех миллионов аккрецирующих сверхмассивных черных дыр, сто тысяч скоплений галактик, сотни тысяч звезд с активными коронами и аккрецирующих белых карликов, десятки тысяч звездообразующих галактик и многие другие объекты, в том числе неизвестной природы.
Спутник, размещенный на орбите вокруг точки L1, будет постоянно наблюдать за Солнцем без каких-либо покрытий или затмений. Индийский солнечный зонд будет использовать четыре научных инструмента для изучения частиц и магнитных полей и еще четыре других съемки поверхности Солнца и его атмосферы. Это поможет ученым лучше понять солнечную активность, в том числе динамику солнечных вспышек и корональных выбросов.
США и Китай могут соревноваться за право использования точек Лагранжа в космической гонке
Биоспутник «Возврат-МКА-Л» отправить в точку Лагранжа L1 системы Земля — Луна предложили специалисты «Центрального научно-исследовательского института. 16 апреля 2020 г. астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ» стала первым отечественным космическим аппаратом, который облетел точку Лагранжа L2. Точка Лагранжа L2 расположена на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли. Индийская миссия Aditya-L1 по наблюдению за Солнцем вышла вышла в точку Лагранжа. Разместив в точке Лагранжа мощный магнитный щит, человечество может заметно сэкономить на потерях от сильных солнечных бурь.
Битва за точку Лагранжа: США и Китай соревнуются за космическое господство
Впрочем, остальные точки тоже получают долю внимания. Литература [ править ] Жюль Верн, «Из пушки на Луну» — едва ли не первопример твёрдой научной фантастики, по нынешним временам, однако, не совсем точный: ядро с путешественниками должно преодолеть так называемую «нейтральную точку», чтобы дальше уже свободно падать на Луну. Для ньютоновской физики, понятия не имеющей о космических скоростях, это в порядке вещей. Кстати, пролетели мимо Луны. Гарри Гаррисон, «Возвращение к звёздам» — в точках L4 и L5 расположены колонии, состоящие из большого количества отдельных космических станций.
Артур Кларк, «2010: Одиссея Два» 2010: Odyssey Two — в точке Лагранжа между Юпитером и Ио должен был занять позицию корабль «Дискавери», однако ввиду неустойчивости этой точки он начал смещаться к Ио. Чарльз Шеффилд, «Единение разумов» — в точке L5 системы Солнце — Юпитер расположена космическая свалка. Собственно, она и так там расположена. В спин-оффе «Дети флота», становится известно, что станцию проектировали ещё раньше, ведь точка — удобная.
Потом её забрал себе Международный флот. После окончания Третьего вторжения, станцию переименовали в Школу флота, где готовят не будущих генералов, а будущих колонизаторов.
Обозначение L1 в названии обсерватории относится к точке Лагранжа — месту в космосе, где гравитационные силы двух крупных тел, таких как Солнце и Земля, нейтрализуют друг друга, создавая область равновесия. Ее космический аппарат может использовать для снижения расхода топлива. Эти точки названы в честь Жозефа-Луи Лагранжа — французского математика, который первым занялся их изучением в 18 веке.
Каковы цели миссии «Адитья-L1»? Индийский космический корабль будет нести в общей сложности семь полезных грузов приборов. В его задачу входит наблюдение за внешними слоями Солнца, известными как фотосфера и хромосфера, с помощью таких приборов, как детекторы электромагнитного излучения и детекторы частиц. Он также будет изучать факторы, влияющие на космическую погоду: в частности, попытается лучше понять динамику солнечного ветра, который вызывает не только красивое северное и южное сияние на Земле, но и электромагнитные возмущения. Как только обсерватория разместится на своей орбите, у нее будет непрерывная и беспрепятственная видимость Солнца.
Тонкая настройка Светлана Моргунова работает начальником группы в отделе 242. Раз в квартал пишем отчет по каждому из аппаратов.
Конкретно я занимаюсь счислением ориентации КА в пространстве и функциональным контролем некоторых приборов, входящих в состав КА». В 1995 году Светлана окончила мехмат МГУ по специальности «прикладная механика». Так выбор и пал на МГУ, в академическом хоре которого я пою по сей день,— говорит она. Несмотря на то что мы изучали в университете навигацию космических аппаратов, оценивание и управление их движением, это была теория. Так что я довольно долго нарабатывала опыт: одно дело — написать уравнение и что-то теоретически промоделировать, другое — учесть реальную взаимосвязь между подсистемами. В то время у меня был отличный начальник Андрей Шипов, благодаря которому я и научилась применять полученные в МГУ теоретические знания на практике. Через мои руки прошли все аппараты, начиная с «Монитора-Э».
Работа над каждым спутником в «Марсе» проходит так, рассказывает Светлана Моргунова: сначала автономно создают математические модели всех приборов, входящих в состав аппарата, разрабатывают алгоритмы по всем подсистемам, входящим в бортовой комплекс управления, затем прорабатывают взаимодействие этих подсистем между собой, в том числе логику функциональной диагностики. Тестирование проводится на ряде стендов, в том числе комплексном математическом, где отрабатывается функционирование бортовых программ. Есть также полунатурный автоматизированный цифровой стенд, где уже полностью моделируют работу ПО с бортовым вычислителем в полетных режимах. Каждый аппарат требует тонкой настройки, отмечает Светлана Моргунова: «К примеру, в июле 2019 года мы запустили «Спектр-РГ». Все прошло хорошо. Но спустя неделю был зафиксирован отказ одного из каналов гироскопического измерителя вектора угловой скорости ГИВУС. Это произошло потому, что «Спектр-РГ» удерживался в постоянной инерциальной ориентации, то есть был неподвижен относительно инерциального пространства.
Но нужно учитывать, что в выходных сигналах каждого прибора присутствует не только полезный сигнал, но и шум. И шум этого конкретного ГИВУСа оказался настолько мал, что алгоритмы функциональной диагностики трактовали показания одного из каналов прибора как ошибку — «неизменность показаний измерительного канала ГИВУСа». Эту особенность прибора учли при дальнейшей эксплуатации». Пассажир спутника Сергей Телешов, главный специалист отдела 512, работает в «Марсе» с 2011 года.
Для астрофизических наблюдений в системе Земля — Солнце эти точки не вполне пригодны из-за активности Солнца.
Однако они интересны своим содержимым — космическими телами, которые в них загнала природа. В системе Юпитер — Солнце в точках L4 и L5 обнаружены огромные скопления астероидов их называют греками и троянцами. Это древнейшие астероиды в Солнечной системе, их изучение может больше рассказать о космогонии, происхождении нашей планетарной системы. Эти астероиды не только очень старые, но и очень массивные — по этому показателю они составляют значительную часть всего пояса астероидов в Солнечной системе. Любители научной фантастики, возможно, вспомнят, что космическая станция из сериала «Вавилон-5» была расположена в точке L5.
Чем точки Лагранжа могут быть полезны в будущем? Точки Лагранжа имеют огромный потенциал для космических исследований. Прежде всего, в них удобно размещать зонды и телескопы и вести наблюдение за небесными телами. Аппараты долгое время могут работать в L-точках с минимальными затратами энергии, почти не расходуя ее на корректировку своего положения, чем уже пользуются астрофизики. Если перейти в область научной фантастики, точки Лагранжа могут стать «пересадочными пунктами» на пути к другим планетам или Луне.
Сторонники колонизации космоса рассматривают их для возможного размещения в них космических станций. Кстати, топливо можно сэкономить не только когда аппараты зафиксированы в точках Лагранжа, но и когда они совершают перелеты между ними. Источник: postnauka.
Новая лунная афера: зачем нужна американская окололунная станция
И освоение второй точки Лагранжа может стать тем прорывом, который выведет управление из кризиса. Сам путь от одной точки Лагранжа к другой является наиболее эффективным с точки зрения расходования энергии, необходимой для движения. В последнее время мы всё чаще слышим про космические аппараты, запускаемые в точки Лагранжа. Разгорается новая "космическая гонка" между США и Китаем в освоении космоса, и одним из полей битвы становятся точки Лагранжа — уникальные позиции гравитационного равновесия. Это так называемые точки Лагранжа L1 и L2, где космический аппарат может неподвижно висеть, не расходуя топлива. Это многомодульная станция, которая будет находиться на орбите Луны в точке Лагранжа L2.
Точки Лагранжа – астроном Владимир Сурдин | Лекции по астрономии и астрофизике | Научпоп | НаукаPRO
Эти точки названы в честь Жозефа-Луи Лагранжа – французского математика, который первым занялся их изучением в 18 веке. Точки Лагранжа получили своё название в честь математика Жозефа Луи Лагранжа, который первым в 1772 году привёл решение математической задачи. Российская астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ» сегодня, 16 апреля 2020 года, стала первым отечественным аппаратом, облетевшим точку Лагранжа L2. Специалисты «Центрального научно-исследовательского института машиностроения» (ЦНИИмаш) предложили отправить спутник в точку Лагранжа L1 системы Земля — Луна.