በተወሰነ የጅምላ ሁለት የጠፈር አካላት የማሽከርከር ስርዓት ውስጥ ፣በህዋ ላይ ነጥቦች አሉ ፣የትኛውንም ትንሽ የጅምላ ነገር በማስቀመጥ ከእነዚህ ሁለት የማዞሪያ አካላት አንፃር በማይንቀሳቀስ ቦታ ላይ ማስተካከል ይችላሉ።. እነዚህ ነጥቦች Lagrange ነጥቦች ይባላሉ. ጽሑፉ በሰዎች እንዴት እንደሚጠቀሙበት ያብራራል።
Lagrange ነጥቦች ምንድን ናቸው?
ይህን ጉዳይ ለመረዳት ሶስት የሚሽከረከሩ አካላትን ችግር ወደ መፍታት መዞር አለበት ከነዚህም ውስጥ ሁለቱ የጅምላ መጠን ስላላቸው የሶስተኛው አካል ብዛት ከነሱ ጋር ሲወዳደር እዚህ ግባ የሚባል አይደለም። በዚህ ሁኔታ የሁለቱም ግዙፍ አካላት የስበት ኃይል የጠቅላላውን የማዞሪያ ስርዓት ማዕከላዊ ኃይል የሚያካክስበት ቦታ ላይ ቦታዎችን ማግኘት ይቻላል። እነዚህ ቦታዎች የ Lagrange ነጥቦች ይሆናሉ. ትንሽ የጅምላ አካል በውስጣቸው በማስቀመጥ ለእያንዳንዱ ሁለት ግዙፍ አካላት ያለው ርቀት በዘፈቀደ ለረጅም ጊዜ እንዴት እንደማይለወጥ ማየት ይችላል። እዚህ ሳተላይቱ ሁል ጊዜ የሚገኝበት ከጂኦስቴሽነሪ ምህዋር ጋር ተመሳሳይነት መሳል እንችላለንበምድር ገጽ ላይ ከአንድ ነጥብ በላይ ይገኛል።
ከውጫዊ ታዛቢ አንፃር በላግራንጅ ነጥብ ላይ የተቀመጠው አካል (ነፃ ነጥብ ወይም ነጥብ L ተብሎም ይጠራል) በእያንዳንዱ ሁለት አካላት ዙሪያ እንደሚንቀሳቀስ ግልፅ ማድረግ ያስፈልጋል ። ነገር ግን ይህ እንቅስቃሴ ከሁለቱ የስርአቱ አካላት እንቅስቃሴ ጋር በጥምረት እንዲህ አይነት ባህሪ ስላለው ለእያንዳንዳቸው ሶስተኛው አካል እረፍት ላይ ይገኛል።
ከእነዚህ ነጥቦች ውስጥ ስንት ናቸው እና የት ይገኛሉ?
ሁለት አካላትን በፍፁም ከማንኛውም ክብደት ጋር ለማሽከርከር ሲስተም አምስት ነጥቦች L ብቻ አሉ እነሱም ብዙውን ጊዜ L1 ፣ L2 ፣ L3 ፣ L4 እና L5 ይባላሉ። እነዚህ ሁሉ ነጥቦች የሚታሰቡት አካላት በሚሽከረከርበት አውሮፕላን ውስጥ ይገኛሉ። የመጀመሪያዎቹ ሶስት ነጥቦች የሁለት አካላትን የጅምላ ማዕከሎች በማገናኘት መስመር ላይ ናቸው L1 በአካላት መካከል ፣ እና L2 እና L3 ከእያንዳንዱ አካል በስተጀርባ። ነጥቦች L4 እና L5 የሚገኙት እያንዳንዳቸውን ከሁለት የስርዓቱ አካላት የጅምላ ማዕከሎች ጋር ካገናኙ በህዋ ውስጥ ሁለት ተመሳሳይ ትሪያንግሎች ታገኛላችሁ። ከታች ያለው ምስል ሁሉንም የምድር-ፀሃይ Lagrange ነጥቦች ያሳያል።
በሥዕሉ ላይ ያሉት ሰማያዊ እና ቀይ ቀስቶች ወደ ተጓዳኝ ነፃ ነጥብ ሲቃረቡ የውጤቱን ኃይል አቅጣጫ ያሳያሉ። ከሥዕሉ መረዳት እንደሚቻለው የነጥብ L4 እና L5 ቦታዎች ከነጥቦች L1፣ L2 እና L3 በጣም የሚበልጡ ናቸው።
ታሪካዊ ዳራ
ለመጀመሪያ ጊዜ በሶስት የሚሽከረከሩ አካላት ስርዓት ውስጥ ነፃ ነጥቦች መኖራቸው በጣሊያን ፈረንሳዊው የሂሳብ ሊቅ ጆሴፍ ሉዊ ላግራንጅ በ1772 ተረጋግጧል። ይህንን ለማድረግ, ሳይንቲስቱ አንዳንድ መላምቶችን እናከኒውቶኒያን መካኒኮች የተለየ የራስዎን መካኒኮች ያዳብሩ።
Lagrange በስሙ የተሰየሙትን ነጥቦቹን L ለትክክለኛ የአብዮት ምህዋር አስላ። እንደ እውነቱ ከሆነ, ምህዋሮቹ ሞላላ ናቸው. የኋለኛው እውነታ የላግራንጅ ነጥቦች አለመኖራቸውን ያመጣል, ነገር ግን የሶስተኛው የጅምላ አካል ከሁለቱም ግዙፍ አካላት እንቅስቃሴ ጋር ተመሳሳይነት ያለው ክብ እንቅስቃሴ የሚያደርግባቸው ቦታዎች አሉ.
ነጻ ነጥብ L1
የላግራንጅ ነጥብ L1 መኖር የሚከተሉትን ምክንያቶች በመጠቀም በቀላሉ ማረጋገጥ ይቻላል፡- ፀሀይን እና ምድርን እንደ ምሳሌ እንውሰድ በኬፕለር ሶስተኛ ህግ መሰረት ሰውነቱ ወደ ኮከቡ በቀረበ ቁጥር ቁጥሩ አጭር ይሆናል። በዚህ ኮከብ ዙሪያ የማሽከርከር ጊዜ (የሰውነት መዞር ወቅት ካሬው ከሰውነት እስከ ኮከቡ ካለው አማካይ ርቀት ኩብ ጋር ይመሳሰላል)። ይህ ማለት ማንኛውም በመሬት እና በፀሐይ መካከል ያለ አካል ከፕላኔታችን በበለጠ ፍጥነት በኮከብ ዙሪያ ይሽከረከራል ማለት ነው።
ነገር ግን የኬፕለር ህግ የሁለተኛው አካል ማለትም የምድርን የስበት ኃይል ተጽእኖ ግምት ውስጥ አያስገባም። ይህንን እውነታ ከግምት ውስጥ ካስገባን, ሦስተኛው ትንሽ የጅምላ አካል ወደ ምድር በቀረበ መጠን, የምድርን የፀሐይ ስበት ተቃውሞ የበለጠ ጠንካራ እንደሚሆን መገመት እንችላለን. በውጤቱም, የምድር ስበት የሶስተኛውን አካል በፀሐይ ዙሪያ የማሽከርከር ፍጥነት የሚቀንስበት እና የፕላኔቷ እና የሰውነት መዞር ጊዜያት እኩል ይሆናሉ. ይህ ነጻ ነጥብ L1 ይሆናል. ከምድር ወደ ላግራንጅ ነጥብ L1 ያለው ርቀት ከፕላኔቷ ምህዋር ራዲየስ 1/100 ነውኮከቦች እና 1.5 ሚሊዮን ኪሎ ሜትር ነው።
L1 አካባቢ እንዴት ነው ጥቅም ላይ የሚውለው? እዚህ ምንም የፀሐይ ግርዶሽ ስለሌለ የፀሐይ ጨረርን ለመመልከት ተስማሚ ቦታ ነው. በአሁኑ ጊዜ በርካታ ሳተላይቶች በ L1 ክልል ውስጥ ይገኛሉ, እነዚህም በፀሃይ ንፋስ ጥናት ላይ የተሰማሩ ናቸው. ከመካከላቸው አንዱ የአውሮፓ ሰራሽ ሳተላይት SOHO ነው።
ስለዚህ Earth-Moon Lagrange ነጥብ ከጨረቃ 60,000 ኪሎ ሜትር ርቀት ላይ የሚገኝ ሲሆን የጠፈር መንኮራኩሮች እና ሳተላይቶች ወደ ጨረቃ እና ወደ ጨረቃ በሚመጡበት ጊዜ እንደ "መሸጋገሪያ" ቦታ ያገለግላል።
ነጻ ነጥብ L2
ከባለፈው ጉዳይ ጋር በሚመሳሰል መልኩ ስንከራከር፣ከአካላቸው ምህዋር ውጭ ባሉ ሁለት አብዮታዊ አካላት ስርዓት ውስጥ ትንሽ የጅምላ መጠን ያለው ሴንትሪፉጋል ሃይል የሚቀንስበት ቦታ መኖር አለበት ብለን መደምደም እንችላለን። ትንሽ የጅምላ እና አንድ ትልቅ የጅምላ ጋር አንድ አካል ዙሪያ ሦስተኛው አካል ያለው አካል የማሽከርከር ወቅቶች መካከል አሰላለፍ ይመራል ይህም አካል ስበት,. ይህ አካባቢ ነፃ ነጥብ L2 ነው።
የፀሃይ-ምድርን ስርዓት ካገናዘብን ወደዚህ ላግራንግ ነጥብ ከፕላኔቷ ያለው ርቀት ልክ L1 ነጥብ ማለትም 1.5 ሚሊዮን ኪሎ ሜትር ይሆናል፣ L2 ብቻ ከመሬት ጀርባ እና ከዚያ በላይ ይገኛል። ከፀሐይ. በመሬት ጥበቃ ምክንያት በ L2 ክልል ውስጥ የፀሐይ ጨረር ተጽእኖ ስለሌለ, ዩኒቨርስን ለመከታተል ይጠቅማል, የተለያዩ ሳተላይቶች እና ቴሌስኮፖች እዚህ አሉ.
በመሬት-ጨረቃ ስርአት ነጥብ L2 ከምድር የተፈጥሮ ሳተላይት ጀርባ በ60,000 ኪ.ሜ ርቀት ላይ ይገኛል። በጨረቃ L2የጨረቃን የሩቅ ጎን ለመመልከት የሚያገለግሉ ሳተላይቶች አሉ።
ነጻ ነጥቦች L3፣ L4 እና L5
በፀሐይ-ምድር ስርዓት ውስጥ ያለው ነጥብ L3 ከኮከቡ ጀርባ ነው፣ስለዚህ ከምድር ላይ ሊታይ አይችልም። እንደ ቬኑስ ባሉ ሌሎች ፕላኔቶች የስበት ኃይል ምክንያት ያልተረጋጋ ስለሆነ ነጥቡ በምንም መንገድ ጥቅም ላይ አይውልም።
ነጥቦች L4 እና L5 በጣም የተረጋጉ የላግራንግ ክልሎች ናቸው፣ስለዚህ በሁሉም ፕላኔቶች አቅራቢያ አስትሮይድ ወይም የጠፈር አቧራ አለ። ለምሳሌ፣ በነዚህ የጨረቃ Lagrange ነጥቦች ላይ የጠፈር አቧራ ብቻ ይኖራል፣ ትሮጃን አስትሮይድ ግን በ L4 እና L5 ጁፒተር ይገኛሉ።
ሌሎች አጠቃቀሞች ለነጻ ነጥቦች
ሳተላይቶችን ከመትከል እና ጠፈርን ከመመልከት በተጨማሪ የምድር ላግራንጅ ነጥቦች እና ሌሎች ፕላኔቶች ለጠፈር ጉዞ ሊጠቀሙበት ይችላሉ። በተለያዩ ፕላኔቶች በላግራንግ ነጥቦች ውስጥ መንቀሳቀስ በሃይል ምቹ እና ትንሽ ጉልበት የሚጠይቅ ነው ከሚለው ንድፈ ሀሳብ ይከተላል።
ሌላኛው የምድርን L1 ነጥብ መጠቀም አስደሳች ምሳሌ የዩክሬን ትምህርት ቤት ልጅ የፊዚክስ ፕሮጀክት ነው። ምድርን ከአጥፊው የፀሐይ ነፋስ የሚከላከል የአስትሮይድ አቧራ ደመና ለማስቀመጥ ሐሳብ አቀረበ። ስለዚህም ነጥቡ የሰማያዊውን ፕላኔት አጠቃላይ የአየር ሁኔታ ላይ ተጽዕኖ ለማድረግ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል።
