Parcheggiare un telescopio in un punto di Lagrange: è una buona idea dal punto di vista dei detriti?


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Il telescopio spaziale James Webb dovrebbe trovarsi nel punto Lagrange Terra-Sole L2.

Ci aspettiamo che la regione intorno a quel punto abbia una maggiore concentrazione di detriti spaziali, asteroidi, polvere, ecc ...? Sarebbe una questione di preoccupazione per portare il telescopio in posizione in modo sicuro (cioè richiedere una protezione antipolvere aggiuntiva)? Ci aspettiamo, tuttavia, che il punto esatto di Lagrange sia libero da qualsiasi questione poiché ci vorrebbe un'accelerazione / decelerazione perché la materia raggiungesse effettivamente quella posizione esatta? Quanto sarebbe grande questa zona "senza detriti"?

Risposte:


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Hmmm no, non sarebbe ingombra di detriti, e sì, è una buona idea parcheggiare il JWST (James Webb Space Telescope) nel punto Sun-Earth L 2 .

I cinque punti di Lagrange sono instabili, per uno a causa delle anomalie gravitazionali dei due corpi massicci del sistema Lagrange, le orbite eccentriche e ci sono molti altri fattori nella loro instabilità. Allo stesso tempo, sono i punti meno attraenti per gravità attorno a due corpi enormi.

Pensa ai punti L come al parcheggio della tua auto su uno spazio piatto in cima alla collina. Dovrai avvicinarti con un po 'di controllo e poi provare a bilanciare nel tuo posto di parcheggio, se non pianifichi di usare il freno a mano e rimani lì fermo:

    Punti di Lagrange

    Visualizzazione della relazione tra due corpi enormi e i loro cinque punti di Lagrange (Fonte: Wikipedia )

Non ci sarebbe alcun disordine di detriti lì, o qualsiasi altra materia come particelle più piccole, almeno non più probabile che altrove intorno a loro, solo di natura transitoria e forse anche meno probabile che altrove poiché tutte le altre particelle di massa graviterebbero verso il corpi più massicci di due centri del sistema Lagrange nelle loro vicinanze.

Nessun corpo con massa a riposo rimarrebbe lì da solo, a meno che non abbia un controllo dell'atteggiamento attivo per posizionarsi lì e regolare costantemente per i cambiamenti nel vettore di attrazione gravitazionale mentre i due corpi di massa ruotano attorno ai loro assi, cambiano distanza mentre si orbitano l'un l'altro, o L punti influenzati da altri corpi di massa dello stesso sistema planetario.

Allo stesso tempo, JWST sarà protetto dalla Terra da qualsiasi attività solare e anche dalle interferenze del Sole con le apparecchiature sensibili di JWST mentre inizia a osservare l'Universo nello spettro infrarosso. La maggior parte dei detriti orbitali delle nostre missioni di esplorazione spaziale è ingombra nella cintura LEO (Low Earth Orbit) a circa un'altitudine di 500-1500 km sopra la superficie terrestre:

    inserisci qui la descrizione dell'immagine

             Fonte: rimozione attiva dei detriti: EDDE, l'elettrodo dinamico per l'eliminazione dei detriti , Jerome Pearson et al. (PDF)

Ora, il JWST verrà dispiegato su un'orbita di raggio di 800.000 chilometri (500.000 mi) di raggio attorno al punto Sole-Terra L 2 , cioè 1.500.000 chilometri (930.000 mi) dalla Terra, circa 4 volte più lontano della distanza tra Terra alla luna. Quindi non esattamente all'ombra della Terra e utilizzerà comunque un grande parasole schierabile , ma è molto lontano da dove stiamo disseminando il nostro LEO o persino GEO / GSO (orbite geostazionarie / geosincrone) con GEO che è la più lontana di queste orbite usate di frequente , a 35.786 chilometri (22.236 mi) sopra l'equatore terrestre (e il suo cimitero orbita un po 'più lontano di quello). JWST sarà collocato in orbita attorno all'alone circa 40 volte più distante dalla Terra di quanto ci si aspetterebbe da eventuali detriti spaziali che ingombrano le orbite del nostro pianeta.

Sì, è una buona idea posizionare JWST attorno al punto Sole-Terra L 2 .


L4 e L5 sono stabili.
questo

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Bene L1, L2 e L3 non sono stabili. Ma L4 e L5 sono stabili, come una valle poco profonda in cima a una collina. Non vedo alcun motivo per cui polvere e detriti non si accumulerebbero, almeno per una quantità relativa. Nota anche che i punti Sun-Jupiter L4 e L5 sono disseminati di asteroidi di Troia. Anche Nettuno li ha, e ce ne sono alcuni attorno a Marte. Inoltre, Terra, Venere e Urano hanno almeno un trojan scoperto nel loro punto L4 o L5. Da: en.wikipedia.org/wiki/Trojan_(astronomia) . Quindi devo sospettare polvere e detriti nei punti L4 e L5 del sistema Sole-Terra.
DrZ214,

A causa degli altri pianeti e delle orbite circolari eccentriche vs perfette, Marte, Terra, Urano, ecc. Hanno tutte regioni L4-L5 quasi vuote. Giove è l'unico in cui penso che mettere un pezzo di equipaggiamento spaziale richiederebbe problemi. Non sono un esperto di questo, solo la mia opinione.
userLTK

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L'orbita è intorno a L2 a una grande distanza da essa, perhas> 10.000 km attorno ad essa.

Questa è una mappa della stabilità dei punti lagrangiani: inserisci qui la descrizione dell'immagine

L2 è instabile, come bilanciare una matita sulla punta, ma l4 e l5 hanno una forza che ripristina un oggetto deprivante su L4. inserisci qui la descrizione dell'immagine

Ci sono molti detriti spaziali su L2 che orbitano attorno alla terra, JWST ha meno possibilità di un colpo rispetto alla stazione spaziale.

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