Третья точка Лагранжа, L3, находится ещё дальше, приблизительно на противоположной стороне орбиты Земли, за Солнцем. Больше актуальных новостей и эксклюзивных видео смотрите в телеграм канале "ЭкоПравда". Сервис электронных книг ЛитРес предлагает скачать книгу Точка Лагранжа, Бориса Батыршина в форматах fb2, txt, epub, pdf или читать онлайн.
Точки Лагранжа могут стать ареной новой космической гонки США и Китая
Какие преимущества дает размещение космических аппаратов в точках Лагранжа? В последнее время мы всё чаще слышим про космические аппараты, запускаемые в точки Лагранжа. Почти за месяц новейший телескоп «Джеймс Уэбб» добрался до второй точки Лагранжа в системе Солнце-Земля. Это, в принципе, хорошая новость.
Битва за точку Лагранжа: США и Китай соревнуются за космическое господство
Когда я прихожу, то уже все обработано и можно смотреть данные». 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».
Запуск ракеты-носителя Ariane V был действительно очень точным, но это не значит очень "мощным". Если бы ракета придала телескопу слишком большую скорость, он либо перелетел бы точку L2, либо ему потребовалось бы больше топлива для торможения после прибытия. Если бы скорость была слишком мала, Уэббу пришлось бы еще больше разогнаться с помощью своих двигателей. Поэтому выход на орбиту точки L2 при такой величине от 250 000 км до 832 000 км является не обязательным, а сознательным выбором.
Большая орбита имеет свои недостатки, такие как более сложная связь с Землей или возможность попадания солнечного света на зеркала. В то же время, однако, Уэбб не может оставаться в конусе тени Земли, поскольку он питается от солнечных батарей. Наличие такой большой орбиты также позволяет экономить топливо, что еще раз продлевает срок его эксплуатации. Но почему была выбрана точка Лагранжа L2?
Автоматическая космическая станция была направлена для изучения Солнца.
Она передала первые изображения Земли и Луны, а также при помощи бортовой камеры сделала собственные фотографии. Снимки нашей планеты обнародовала Индийская организация космических исследований ISRO в социальной сети. Профильное ведомство также рассказало, что эта станция была отправлена в точку Солнце - Земля L1, а по пути она делает селфи и фотографирует Землю и Луну. Индия запустила исследовательскую станцию для изучения Солнца Автоматическую космическую станцию запустили 2 сентября.
Станция расположится на экзотической для исследовательских аппаратов гало-орбите в одной из точек Лагранжа системы Луна — Земля.
Аппарат отправится к Луне в 2020 году, его размеры будут сравнимы с габаритами микроволновки. На его борту будет установлена система связи, которая позволит обеспечить автономную навигацию без поддержки данных с Земли. Цель эксперимента — показать, что навигационная система, основанная на измерении положения двух космических аппаратов, достаточно надежна. Учёные предложили протянуть космический лифт от Луны до Земли Американские астрофизики Зефир Пеньор и Эмили Сэндфорд предложили соединить орбиту Земли и Луны для удешевления доставки грузов при строительстве лунной базы. Об этом 12 сентября сообщает Technology Review.
Высокая стоимость преодоления земного притяжения с помощью ракетной техники является одним из основных препятствий для космических полётов и освоения Луны.
Точка Лагранжа
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. Изучение активности и вспышек Солнца, предсказание климата — основные направления задачи, которые он поможет решить. Точка вызывает большой интерес и в других областях, например у астрофизиков, которые занимаются изучением двойных звезд: через L1 масса одной звезды перетекает в другую.
Точка L2 расположена на той же линии, что и L1, но за Землей??
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. Это примерно в 200 раз горячее, чем на поверхности Солнца.
Как отмечают в управлении, орбита в районе второй точки Лагранжа является очень удачным местом для размещения телескопа, так как при таком расположении оптика аппарата всегда будет находиться в тени от Земли и не перегреваться, при этом телескопу доступен отличный обзор космических объектов.
Там работают 12 инженеров, четверо из которых посменно — в секторах главного конструктора центров правления полетами ГКНПЦ им. Хруничева и НПО им.
Поэтому мы поддерживаем непрерывную связь с ЦУПами. К нам поступают данные о местоположении КА, температуре на борту, изменении ориентации, информация о звездах с астродатчиков, режимах работы нашего программного обеспечения, сбоях, если таковые есть, конфигурации всего оборудования: этот блок включен, этот выключен, этот в холодном резерве, этот в горячем резерве и т. Кроме этого, специалисты ЦСП ежедневно моделируют состояние космических аппаратов: реальные ситуации отрабатываются на имитационно-моделирующем стенде, созданном главным конструктором бортового программного обеспечения Андреем Петровым. Вся информация собирается в автоматическом режиме. Собирать информацию вручную не было никакого желания, ведь только в 2011-м у нас взлетело три аппарата: первый «Электро-Л», «Спектр-Р» и «КазСат-2»,— говорит Николай Лазарев. Сейчас в отделе используется около 45 программ, которые выполняют рутинную работу. Самая масштабная, TmiExplorer, обрабатывает и анализирует поток приходящей телеметрии по прописанным правилам и критериям, ведет базу данных, строит графики и таблицы. ПО в процессе совершенствования, так как прописаны еще не все параметры и правила для аппаратов.
Николай Лазарев считает, что в их работе важна не столько специализация, сколько инициативность и желание. Одна из сотрудниц его отдела девять лет назад пришла в бюро на должность секретаря. Когда выяснилось, что она окончила колледж по специальности «программист», ей предложили поработать в ЦСП. Сейчас она лучше меня программы пишет,— уверен Николай Лазарев. Она мне понравилась своей энергией. По образованию психолог, не знала толком, что такое космические аппараты, но у нее бы огромный интерес. И за полгода она научилась «летать» на всех стендах, оперативно делает отчеты, проводит закупки. Я поручил ей моделирование на матстендах.
Она приходит рано утром, «сливает» телеметрию до моего прихода, отслеживает состояние КА. Когда я прихожу, то уже все обработано и можно смотреть данные».
Джеймс Уэбб вышел на орбиту вокруг точки Лагранжа L2
Точка Лагранжа L2 расположена на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли. Как отмечают в управлении, орбита в районе второй точки Лагранжа является очень удачным местом для размещения телескопа, так как при таком расположении оптика аппарата всегда. Вторая точка Лагранжа была выбрана в качестве локации миссии обсерватории по причине уникального оптического положения: с одной стороны. Как отмечают в управлении, орбита в районе второй точки Лагранжа является очень удачным местом для размещения телескопа, так как при таком расположении оптика аппарата всегда. 13 результатов новостей. ISRO успешно установила магнитометрическую стрелу На борту космического аппарата Aditya-L1.
James Webb достиг точки Лагранжа
Почему это будет дорого? Космос в принципе самое дорогое хобби современного человечества. И постоянно раздаются голоса о необходимости использовать эти деньги в более приземленных целях. Международная космическая станция. Фото: pixabay Лунная орбитальная будет обходиться в разы дороже, чем МКС. Стоит хотя бы сравнить доставку ракеты-носителя для отправки космонавтов. Точно так же и с грузовыми кораблями. Международная космическая станция с более долгим сроком работы экипажа требует практически ежемесячного запуска то грузового, то пилотируемого корабля. Сколько это будет стоить при использовании SLS и «Протонов», можно посчитать — сумма получается просто колоссальная.
Кроме прочего, отдельно потребуется создание системы связи: дело в том, что Луна будет перекрывать для станции возможность общения с командным центром. Это дополнительные траты и расходы. И даже использование ее как остановки на пути к Марсу тоже под очень большим вопросом.
То есть насколько орбита удалена от экватора. У МКС угол наклонения меньше 52 градусов, из-за чего космонавты могут видеть не более двадцати процентов территории России. У РОС наклонение - 96,8 градуса. То есть она будет находиться на уникальной солнечно-синхронной орбите, где солнечные батареи всегда освещены. Где полный обзор оптическими, инфракрасными, ультрафиолетовыми и другими детекторами, радиолокационными средствами.
Причем каждые полтора часа. Где мы будем видеть все свои территории, включая Арктическую зону.
Но что такое точки Лагранжа? Это особые области в космической системе, где гравитационные силы Солнца и планет находятся в идеальном балансе, что позволяет космическим аппаратам оставаться в стабильном положении относительно Земли и Солнца. Существует пять таких точек вокруг Земли, из которых наибольшую роль играют точки L1, L2 и L5. США и Китай, осознавая стратегическую важность таких точек на орбите Земли, идут на значительные инвестиции в разработку технологий, которые могут обеспечить контроль над ними. Это может привести к возникновению новой космической гонки между этими двумя государствами.
Одним из ключевых направлений этих исследований является использование точек Лагранжа для размещения платформ, способных наблюдать за Солнцем и глубоким космосом.
Последняя же точка L3 , наоборот, никогда не видна с Луны, так как ее загораживает Земля, от которой до нее примерно 380 тыс. Хотя находиться в устойчивых точках и выгоднее не требуется расходовать горючее , космические аппараты все же пока познакомились лишь с неустойчивыми, вернее, только с одной из них, да и то относящейся к системе Солнце-Земля.
Она находится внутри этой системы, в 1. При взгляде с Земли она проецируется прямо на Солнце и может служить идеальным пунктом для слежения за ним. Этой возможностью впервые воспользовался американский аппарат ISEE-3, запущенный 12 августа 1978 года.
С ноября 1978 по июнь 1982 года он находился на "гало-орбите" вокруг точки Li, изучая характеристики солнечного ветра. По окончания этого срока именно ему, но уже переименованному в ICE, довелось стать первым в истории исследователем кометы. Для этого аппарат покинул точку либрации и, совершив несколько гравитационных маневров у Луны, в 1985 году осуществил пролет вблизи кометы Джакобини-Циннера.
На следующий год он же исследовал комету Галлея, правда, только на дальних подступах. Следующим посетителем точки L1 системы Солнце-Земля стала европейская солнечная обсерватория SOHO, запущенная 2 декабря 1995 года и, к сожалению, недавно потерянная из-за ошибки управления. За время ее работы было получено не мало важной научной информации и сделано множество интересных открытий.
Наконец, последним на сегодняшний день аппаратом, выведенным в окрестности L1, стал американский аппарат АСЕ, предназначенный для изучения космических лучей и звездного ветра.
ЧТО ТАКОЕ ТОЧКИ ЛАГРАНЖА И ПОЧЕМУ В НИХ НЕ ДЕЙСТВУЕТ ГРАВИТАЦИЯ
Первая точка Лагранжа находится между двумя массивными объектами, ближе к тому, который имеет меньшую массу. Вторая точка Лагранжа находится за менее массивным телом. Третья точка Лагранжа находится на значительном расстоянии за телом, обладающим большей массой. Точное место расположения этих трех точек рассчитывается при помощи специальных математических формул индивидуально для каждой космической двойной системы, учитывая ее физические характеристики. Если говорить о ближайших к нам точкам Лагранжа, то первая точка Лагранжа в системе Солнце-Земля будет находиться на расстоянии полтора миллиона километров от нашей планеты. В этой точке притяжение Солнца будет на два процента сильнее, чем на орбите нашей планеты, в то время как уменьшение необходимой центростремительной силы будет в два раза меньше. Оба этих эффекта в данной точке будут уравновешены гравитационным притяжением Земли. Первая точка Лагранжа в системе Земля-Солнце является удобным наблюдательным пунктом за главной звездой нашей планетарной системы — Солнцем.
Именно здесь ученые-астрономы стремятся разместить космические обсерватории для наблюдения за этой звездой. Так, к примеру, в 1978 году вблизи этой точки расположился космический аппарат ISEE-3, предназначенный для наблюдения за Солнцем. Вторая и третья точки Лагранжа Гайя, телескоп, расположившийся во второй точке Лагранжа Вторая точка Лагранжа находится в двойной системе массивных объектов за телом, обладающим меньшей массой. Применение этой точки в современной астрономической науке сводится к размещению в ее районе космических обсерваторий и телескопов.
Для задачи трех тел до сих пор нет общего решения, удалось найти лишь частные варианты, и точки либрации — один из них.
Вопреки названию, первые три точки либрации нашел еще в 1767 году немецко- русский математик Леонард Эйлер: он описал так называемые коллинеарные точки, L1, L2, L3, которые также называют эйлеровскими. Их называют треугольными, потому что они находятся в вершинах равностороннего треугольника, который можно построить через космические тела. Эти пять точек либрации можно найти в любой системе двух тел — например, в системе Земля — Луна, Земля — Солнце, Юпитер — Солнце и так далее. Точки либрации существуют и в более сложных системах, скажем вокруг вращающихся гравитирующих эллипсоидов, таких как карликовая планета Хаумеа рядом с Плутоном, которая считается самым быстровращающимся телом в Солнечной системе. Астрофизик Ольга Сильченко о том, как точки Лагранжа используют в исследованиях космоса: — Если мы запускаем телескоп на орбиту, то он крутится вокруг Земли.
Нам он виден то днем, то ночью, надо все время за ним «бегать», поддерживать с ним связь — расставить антенны по всей Земле. Раньше так и поступали. И хорошо, что Россия — страна протяженная, система антенн, которая принадлежит петербургскому Институту прикладной астрономии РАН, растянулась от Карелии до Уссурийска. 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.
После запуска JWST пройдет 1,5 миллиона километров до второй «точки Лагранжа» L2 Земли, места в космосе, где гравитационные силы нашей планеты и Солнца примерно равны, создавая стабильное положение на орбите. Эта точка обзора позволит JWST выйти на орбиту с его гигантским солнцезащитным экраном, расположенным между телескопом и Солнцем, Землей и Луной, защищая телескоп и сохраняя его на холодном уровне —370 градусов по Фаренгейту.
ПО в процессе совершенствования, так как прописаны еще не все параметры и правила для аппаратов. Николай Лазарев считает, что в их работе важна не столько специализация, сколько инициативность и желание. Одна из сотрудниц его отдела девять лет назад пришла в бюро на должность секретаря. Когда выяснилось, что она окончила колледж по специальности «программист», ей предложили поработать в ЦСП. Сейчас она лучше меня программы пишет,— уверен Николай Лазарев.
Она мне понравилась своей энергией. По образованию психолог, не знала толком, что такое космические аппараты, но у нее бы огромный интерес. И за полгода она научилась «летать» на всех стендах, оперативно делает отчеты, проводит закупки. Я поручил ей моделирование на матстендах. Она приходит рано утром, «сливает» телеметрию до моего прихода, отслеживает состояние КА. Когда я прихожу, то уже все обработано и можно смотреть данные». 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».
«Спектр-РГ»: вокруг точки Лагранжа за 177 дней
| Индийская исследовательская станция вышла в точку Лагранжа | Этот проект не был реализован, и первым отечественным аппаратом, достигшим точки Лагранжа L2, а теперь и совершившим её облёт, стал «Спектр-РГ». |
| Точки Лагранжа – астроном Владимир Сурдин | Лекции по астрономии и астрофизике | Научпоп | НаукаPRO | «Цюэцяо» прошёл мимо Луны на высоте 100 км в пятницу, успешно выполнив манёвр торможения, чтобы отправиться к намеченному месту назначения, второй точке Лагранжа. |
| Шум ГИВУСа, точка Лагранжа: истории разработчиков систем управления для спутников | Российская рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ» в точке Лагранжа L2 в представлении художника. |
| Джеймс Уэбб вышел на орбиту вокруг точки Лагранжа L2 | | Российская рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ» в точке Лагранжа L2 в представлении художника. |
| «Джеймс Уэбб» достиг орбиты точки Лагранжа L2 / Хабр | Накануне, 24 декабря, в пятницу, в Калуге приземлилась летающая тарелка маршрута «Калуга — Точка Лагранжа 1 — орбита Луны — Море Спокойствия». |
Спутник с животными предложено вывести в точку Лагранжа системы Земля — Луна
Эта конкретная орбита была получена для поддержания стабильности телескопа и в то же время для получения преимуществ близкого расположения к точке Лагранжа L2. Фактически это точка равновесия, но довольно неустойчивая. Орбита аппарата "Джеймс Уэбб" синим цветом, вид сверху по отношению к плоскости лунной орбиты черным цветом. Для поддержания орбиты телескопу придется периодически включать двигатели для выполнения маневров по обслуживанию. Они будут проводиться каждые 21 день. Именно поэтому бортовое топливо является одной из главных причин, по которым ожидалось, что миссия продлится около 10 лет. Когда топливо закончится, "Уэбб" больше не сможет поддерживать стабильную орбиту, что повлияет на научную деятельность. Однако благодаря точности запуска ракеты-носителя Ariane V 25 декабря, "Уэбб" уже успел сэкономить несколько часов топлива, что продлило его предполагаемый срок службы более чем на 10 лет.
Орбита телескопа вокруг L2 и его путь от Земли до места назначения. В частности, они продолжат процесс калибровки оптики, начавшийся 12 января. Ориентировочно на 100 день завершится охлаждение приборов. На 120 день инженеры планируют закончить выравнивание на рабочей орбите, юстировку и настройку научных приборов. Ожидается, что первые данные с телескопа учёные получат в июне 2022 года.
Недавно астрономы NASA с помощью телескопа «Хаббл» рассмотрели , что в карликовой галактике Henize 2-10 в 30 миллионах световых лет от Земли чёрная дыра не поглощает, а создаёт материю. Мост из горячего газа идёт от чёрной дыры в центре галактики в область звёздообразования.
Этот процесс растянут на 230 световых лет. В Henize 2-10 — в десять раз меньше звёзд, чем в нашем Млечном Пути.
Какие космические аппараты находятся в этих точках? Какие преимущества дает размещение космических аппаратов в точках Лагранжа? Владимир Георгиевич Сурдин Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Государственного астрономического института им.
«СПЕКТР-РГ»: В ТОЧКЕ ЛАГРАНЖА
Это, в принципе, хорошая новость. 25 декабря 2023 г., – Индийская космическая станция по изучению Солнца Aditya-L1 6 января достигнет конечной точки миссии (точки Лагранжа L1), с которой будет вести. В статье Спектр-РГ облетел точку Лагранжа описали очень интересную ситуацию с поведением спутников в точке Лагранжа L2: они не могут зафиксироваться на определённом месте. Он доберется до конечной точки маршрута примерно через четыре месяца. «Адитья-L1» направляется к точке Лагранжа Земля-Солнце 1 (L1) — гравитационно-стабильной точке на расстоянии около 1,5 миллиона километров в сторону Солнца.