拉格朗日点是一个点还是一个范围,拉格朗日通俗解释

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-04-04 17:12:09

央广网北京9月19日消息(总台中国之声记者鹤佳)据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道,近日,在上海举办的第十届航天技术创新国际会议上,航天专家表示,我国正在迈入月球探索与开发的新时代,相关研究已经启动。同时,探日卫星“羲和二号”正在论证,计划开启我国太阳立体探测时代。

在“羲和号”卫星成功发射的基础上,我国将重点推动实施日地L5太阳探测工程,初步计划于2026年发射“羲和二号”卫星,发射后将探索太阳活动区磁场的起源、演化和研究太阳爆发对地球的影响。此外,在本次会议上,航天专家带来了关于月球火山熔岩管道洞穴的研究,并进一步探讨了该洞穴对于后续建设月球科研站的用途与可行性。

“羲和二号”的工作点位——日地L5点有哪些独特之处?多一个“机位”观测太阳,对科研的帮助有多大?月球火山熔岩管道洞穴如何助力月球科研站建设?

人类为什么要研究太阳?

国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光介绍,太阳是离地球最近的恒星,距离地球第二近的恒星已经是4.2光年之外了,因此从天文学角度而言,太阳是能够研究的最具体、获得信息最多的对象。而从实用角度来考虑,研究太阳也将更清晰地认识太阳对地球影响的机理和原因,对于人类的生存和未来发展也相当重要。

太阳磁场来源于太阳内部的核聚变,核反应大概在太阳1/4半径以内的区域,但太阳磁场不仅对于太阳本身,对于太阳以外的空间也会有非常复杂的作用。无论是太阳风还是太阳爆发,都会对地球的无线电通信、电力系统以及航天器等造成影响。

研究太阳爆发还有助于空间天气预测。太阳风到达地球的速度远远慢于光速,这意味着对太阳表面光球层日冕的观测能够获得较长的预报周期,对于确保近地轨道的航天器安全非常重要。曾有科学家分析,一旦发生剧烈的太阳爆发,产生的辐射可能将在月面活动的宇航员*死,因此相关研究对于载人登月以及其他载人深空探测也有重要意义和价值。

日地L5点有多大?航天器需要抢“机位”吗?

未来,“羲和二号”卫星要在日地L5点工作。杨宇光介绍,拉格朗日点是指当一个航天器同时受到两个天体作用时,会有5个特殊的平动点。以太阳和地球为例,日地拉格朗日点一共有5个,其中3个位于太阳和地球的连线上。在太阳和地球中间的点称为拉格朗日1点或L1点;在日地连线上靠近地球这侧的点称为L2点;靠近太阳这侧的点称为L3点。

目前,我国的嫦娥二号已经造访过L2点,嫦娥五号抵达过L1点。虽然日地连线上的这三个点都很有价值,但从轨道动力学角度而言,并不是稳定的平衡点。如果没有推进系统,只要稍有扰动,就会逐渐偏离。

日地L4点和未来羲和二号运行的L5点分别位于地球运行轨道上、与太阳和地球形成等边三角形的位置,L4点位于地球前进轨道前方,L5点位于后方。这两点是稳定的平衡点,航天器只需要很小的推进剂量,就能在这个地方维持稳定运行很多年。

在L5点监测太阳爆发能够为空间天气预报提供更长的时间。太阳赤道区域自转需要25天左右的时间,越往两极越慢。如果在L5点正对着太阳黑子和耀斑出现的区域,就能在该区域正对着地球之前,提前数天甚至十几天,以无线电波的方式将信息传回地球。此外,我国已经在近地轨道发射了羲和一号和夸父一号航天器,将羲和二号布置在日地L2点对于获取太阳更为立体的信息也有重要帮助。

从数学角度而言,拉格朗日点确实是一个点,但现实中只要在这个点附近几万至十几万公里范围内,依然具备相应的轨道动力学特点,足以容纳足够多的航天器而不发生碰撞。

月球基地往哪建?月球熔洞或是理想选择

在本次会议上,航天专家带来了关于月球火山熔岩管道洞穴的研究。杨宇光介绍,月球火山熔岩管道洞穴是在月球地貌形成过程中,岩浆冷却速度不一致形成的,这些洞穴或许对于未来月球科研站建设有着重要的利用价值。

一方面,这些洞穴较深,受月球物质的热容量影响,洞内温差范围不如月球表面剧烈,因此存在在洞穴内建立居住舱或科学基地的可能性。另一方面,月球表面缺少大气层,洞穴为防护陨石和辐射提供了帮助。

当然,目前对于洞穴也只是初期研究,究竟是否合适是个综合性问题,未来还需要更全面研究,才能得出适不适合建立科考站的结论。

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