Memarkir teleskop pada titik Lagrange: apakah ini ide yang bagus dari sudut pandang puing?

18

Teleskop luar angkasa James Webb seharusnya terletak di titik Lagrange L2 Bumi-Matahari.

Apakah kita berharap wilayah di sekitar titik itu memiliki konsentrasi puing ruang, asteroid, debu, dll ... yang lebih tinggi? Apakah ini akan menjadi masalah untuk membawa teleskop dengan aman di posisinya (yaitu memerlukan pelindung debu ekstra)? Akan tetapi, apakah kita berharap titik Lagrange yang tepat bebas dari masalah apa pun karena akan membutuhkan akselerasi / perlambatan agar materi benar-benar mencapai lokasi yang tepat? Seberapa besar zona 'bebas puing' ini?

FrenchKheldar
sumber

Jawaban:

18

Hmmm tidak, itu tidak akan berantakan dengan puing-puing, dan ya, itu ide yang baik untuk memarkir JWST (James Webb Space Telescope) di titik Matahari-Bumi L 2 .

Kelima titik Lagrange tidak stabil, karena satu karena anomali gravitasi dari dua benda masif dari sistem Lagrange, orbit eksentrik, dan ada banyak faktor lain terhadap ketidakstabilan mereka. Pada saat yang sama, mereka adalah titik yang paling menarik secara gravitasi di sekitar dua benda besar.

Pikirkan titik-L sebagai memarkir mobil Anda di ruang datar di atas bukit. Anda harus mendekati dengan kontrol dan kemudian mencoba untuk menyeimbangkan di tempat parkir Anda, jika Anda tidak berencana menggunakan rem tangan Anda dan juga tetap diam di sana:

    Poin Lagrange

    Visualisasi hubungan antara dua benda besar dan lima titik Lagrange mereka (Sumber: Wikipedia )

Tidak akan ada kekacauan puing-puing di sana, atau materi lain seperti partikel yang lebih kecil, setidaknya tidak lebih mungkin daripada di tempat lain di sekitar mereka, hanya bersifat sementara dan mungkin bahkan lebih kecil daripada di tempat lain karena semua partikel massa lainnya akan condong ke arah tubuh yang lebih masif dari dua pusat sistem Lagrange di sekitarnya.

Tidak ada benda dengan massa diam yang akan tetap di sana atas kemauannya sendiri, kecuali jika ia memiliki kontrol sikap aktif untuk memposisikan dirinya di sana dan terus-menerus menyesuaikan diri dengan perubahan dalam vektor gaya tarik gravitasi ketika dua benda massa itu berputar di sekitar kapak mereka, mengubah jarak sambil mengorbit satu sama lain, atau titik L dipengaruhi oleh benda massa lain dari sistem planet yang sama.

Pada saat yang sama, JWST akan dilindungi oleh Bumi dari segala aktivitas Matahari dan juga gangguan Matahari terhadap peralatan JWST yang sensitif ketika mulai mengamati Semesta dalam spektrum inframerah. Sebagian besar puing-puing orbit dari misi eksplorasi ruang angkasa kita sendiri berantakan di sabuk LEO (Orbit Tanah Rendah) pada ketinggian sekitar 500-1500 km di atas permukaan bumi:

    masukkan deskripsi gambar di sini

             Sumber: Penghapusan Puing Aktif: EDDE, Eliminator Debris ElectroDynamic , Jerome Pearson et al. (PDF)

Sekarang, JWST akan dikerahkan ke orbit halo radius 800.000 kilometer (500.000 mi) yang sangat besar di sekitar titik Matahari-Bumi L 2 , yaitu 1.500.000 kilometer (930.000 mil) dari Bumi, sekitar 4 kali lebih jauh dari jarak antara Bumi ke Bulan. Jadi tidak persis di bayang-bayang Bumi dan masih akan menggunakan sunshield yang besar , tapi itu jauh dari tempat kita membuang sampah LEO kita atau bahkan GEO / GSO (Geostationary / Geosynchronous orbit) dengan GEO menjadi yang terjauh dari orbit yang sering digunakan ini. , pada 35.786 kilometer (22.236 mi) di atas khatulistiwa Bumi (dan orbit kuburannya sedikit lebih jauh dari itu). JWST akan ditempatkan di orbit halo hampir 40 kali lebih jauh dari Bumi seperti yang Anda harapkan dari puing-puing angkasa yang mengacaukan orbit planet kita.

Ya, itu ide yang sangat bagus untuk menempatkan JWST di sekitar titik Matahari-Bumi L 2 .

TildalWave
sumber
L4 dan L5 stabil.
ini
1
Nah L1, L2, dan L3 tidak stabil. Tapi L4 dan L5 adalah stabil, seperti lembah dangkal di atas sebuah bukit. Saya tidak melihat alasan mengapa debu dan puing-puing tidak menumpuk, setidaknya dengan jumlah relatif. Perhatikan juga bahwa titik-titik Sun-Jupiter L4 dan L5 dipenuhi dengan asteroid Trojan. Neptunus juga memilikinya, dan ada beberapa di sekitar Mars. Selain itu, Bumi, Venus, dan Uranus juga memiliki setidaknya satu trojan yang ditemukan pada titik L4 atau L5 mereka. Dari: en.wikipedia.org/wiki/Trojan_(astronomy) . Jadi saya harus curiga debu dan puing di titik L4 dan L5 dari sistem Sun-Earth.
DrZ214
Karena planet-planet lain dan orbit lingkaran sempurna yang eksentrik vs sempurna, Mars, Bumi, Uranus, dll semuanya memiliki sebagian besar wilayah L4-L5 kosong. Jupiter adalah satu-satunya di mana saya pikir meletakkan peralatan ruang angkasa akan meminta masalah. Bukan ahli dalam hal ini, hanya pendapat saya.
userLTK
1

Orbitnya sekitar L2 pada jarak yang sangat jauh darinya, perhas> 10.000 km di sekitarnya.

Ini adalah peta stabilitas titik lagrangian: masukkan deskripsi gambar di sini

L2 tidak stabil, seperti menyeimbangkan pensil di ujungnya, tetapi l4 dan l5 memiliki kekuatan mengembalikan objek penipisan kembali ke L4. masukkan deskripsi gambar di sini

Ada banyak ruang puing-puing ruang di L2 yang mengorbit bumi, JWST memiliki lebih sedikit kemungkinan terkena daripada stasiun ruang angkasa.

/space/6642/collision-with-space-junk-where-is-it-safe-where-is-it-most-dangerous

com. dimengerti
sumber