“韦伯”为何要去拉格朗日L2点,我国航天器是否有能力飞那么远?



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前不久 , 价值100亿美元的“韦伯”空间望远镜经过1个月的飞行 , 抵达150万公里之外的拉格朗日L2点 , 并已将焦点对准一颗编号为HD 84406的类太阳恒星 , 进行复杂的校准工作 , 预计今年夏天就可以传回第一张照片 。 不过 , 很多人在关心“韦伯”的同时 , 还非常好奇它为什么要去那么远的L2点 , 我国航天器是否有能力飞那么远?

韦伯为何要跑到那么远的L2点?
我们先回答第二个问题 , 实际上 , 我国嫦娥二号在完成探测月球的任务之后 , 利用剩余燃料 , 就曾在2011年8月25日飞抵拉格朗日L2点 , 并进行了数天的环绕飞行 , 对太阳实施探测 , 同时进行深空测控技术的试验 。 我国由此也成为世界上继欧空局和美国之后 , 第三个造访L2点的国家和组织 。

当然 , 随后嫦娥二号还飞得更远 , 近距离探测了4179号“图塔蒂斯”小行星 , 现在距离地球都数亿公里了 , 成为我国第一个飞入星际空间得探测器 , 据说它在2029年还会再次回到地球附近 。

而除了顺路到L2点的嫦娥二号 , 我国于2018年5月20日发射“鹊桥”号中继卫星 , 也在当年6月14日飞抵拉格朗日L2点 , 并在那里运行快4年了 。 当然 , “鹊桥”号所在的拉格朗日L2点 , 并非“韦伯”和“嫦娥二号”所在的地日拉格朗日L2点 , 而是地月拉格朗日L2点 。


说到这里 , 我们就必须普及一下拉格朗日点的知识了 , 它实际上上两颗星球的引力平衡点 , 地球和太阳之间有 , 同样 , 地球和月球之间也有 , 而且还不止一个 。 地球和太阳之间的地日拉格朗日点共有5个 , 分别为L1、L2、L3、L4、L5 。 L1点在地球和月球中间 , L点在地球背向太阳的一侧 , L3点在太阳背对地球的一侧 , L4和L5点则在地球和太阳的两侧 。 同样 , 地月之间也有5个拉格朗日点 。

地月拉格朗日点

地日拉格朗日点
两个天地之间的引力平衡点 , 航天器如果飞到这里 , 维持轨道所需的燃料就会非常少 , 也就意味着寿命大大增长 , 所以各国才会对拉格朗日点如此趋之若鹜 。 不过 , 在5个拉格朗日点中 , 只有2个的轨道比较稳定 , 具有实际利用价值 , L2点就是其中一个 。

另外 , L2点除了引力平衡之外 , 还有许多独特的价值 , 比如地日拉格朗日L2在地球背对太阳的一侧 , 可以由地球挡住太阳的照射 , 形成一个温度较低、红外干扰较少的相对纯净空间 , 有利于我们观察太阳系之外的宇宙 , 所以红外线空间望远镜“韦伯”就被布置在这里 , 并带着5层遮阳板 , 以尽可能排除太阳发出的红外辐射干扰 。

至于“鹊桥”中继卫星所在的地月拉格朗日L2点 , 它可以接收来自月球两极 , 甚至是背面的电磁信号 , 对我们在月球背面运行的“嫦娥四号”着陆器和“玉兔二号”月球车至关重要 , 所以这个点 , 也成为各航天大国抢占的目标 。

【“韦伯”为何要去拉格朗日L2点,我国航天器是否有能力飞那么远?】实际上 , 地日L4和L5也具有类似的作用 , 它可以在“日凌”期间 , 即太阳正好完全挡在地球和火星中间的时候 , 接收来自火星的电磁信号 , 并将它发回地球 , 所以对我们的火星探测至关重要 , 未来一旦在这两个拉格朗日点部署中继卫星 , 所谓的“日凌”期间地球和火星车通信中断的情况就将不复存在了 。 不过 , L4和L5点不一样 , 它不太稳定 , 所以目前利用起来尚有困难 。

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