Sabies que hi ha punts a l'òrbita d'un objecte al voltant d'un altre objecte on podem col·locar un satèl·lit o un altre cos celeste que pugui lliscar sobre ell i romandre a l'espai, sempre a la mateixa distància de tots dos objectes? A això se'l coneixen com punts de Lagrange i són més útils del que es pensaven.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-te que són els punts de Lagrange, les seves característiques i importància.
Què són els punts de Lagrange
Els punts de Lagrange són una manifestació de la mecànica celeste. Reben el seu nom en honor al matemàtic francès Joseph-Louis Lagrange, que els va descobrir i els va estudiar en profunditat al segle XVIII. Aquests punts especials es troben al sistema format per dos cossos en òrbita al voltant d'un tercer cos, com un planeta i la seva lluna, o un planeta i el Sol.
Imagina't que tens dos cossos, un més gran que l'altre, que giren al voltant d'un punt central, com el Sol. Doncs bé, els punts de Lagrange són ubicacions específiques en aquesta configuració on la gravetat dels dos cossos s'equilibra de una manera molt especial. En altres paraules, en aquests punts, la força centrífuga i la força gravitatòria s'igualen, i això crea una mena de «punt de repòs» a l'espai.
Però on es troben exactament aquests punts? Bé, hi ha cinc punts de Lagrange en total, numerats de l'L1 al L5. El punt L1 està situat entre els dos cossos en òrbita, en la mateixa línia imaginària que els uneix. El punt L2, per la seva banda, es troba en aquesta mateixa línia, però al costat oposat al L1. Els punts L3, L4 i L5 formen un triangle equilàter amb els dos cossos en òrbita, i L3 és el punt oposat al cos més massiu, i L4 i L5 ubicats davant i darrere d'aquest cos respectivament.
Descripció detallada
L1
Com més a prop hi ha un objecte del sol (o dels objectes que envolta), més ràpid es mou. D'aquesta manera, els satèl·lits amb òrbites més petites que l'òrbita de la Terra assoliran tard o d'hora a la Terra. No obstant això, si ho posem al mig, la gravetat de la Terra es dirigeix en la direcció oposada a la gravetat del Sol, cancel·lant part de l'empenta del Sol, fent que orbiti a una velocitat més lenta. Si la distància és correcta, el satèl·lit viatjarà prou lent per mantenir la seva posició entre la terra i el sol. Aquest és el punt L1 que es farà servir per monitoritzar la superfície del Sol, ja que els raigs de partícules des d'allà arriben a L1 una hora abans d'arribar al nostre planeta.
L2
El mateix que va passar a L1 està passant a l'altra banda de la Terra, més enllà de la nostra òrbita. Una nau espacial col·locada allà estaria més lluny del sol que nosaltres i acabaria ressagant-se, però a la distància correcta la influència gravitatòria del sol se sumaria a la de la terra, fent que els satèl·lits orbitin al voltant de la terra.
L3
L3 és al costat més allunyat del sol, lleugerament darrere de l'òrbita del nostre planeta. Els objectes en L3 mai no es poden observar des de la Terra. De fet, aquest punt sol utilitzar-se a la ciència ficció per localitzar planetes que comparteixen la nostra òrbita. Aquest és menys estable que L1 o L2. Qualsevol pertorbació farà que la nau espacial, el satèl·lit o la sonda comencin a allunyar-se'n, cosa que requerirà l'ús constant dels motors per romandre a l'àrea adequada. Això passa bàsicament perquè altres planetes són més a prop d'aquest punt que el nostre planeta. Per exemple, Venus passa uns 50 km des del punt L000 cada 000 mesos.
L4 i L5
Els punts L4 i L5 estan ubicats 60 graus davant i darrere de la Terra vista des del Sol, prop de l'òrbita de la Terra. A diferència de la resta, L4 i L5 són molt resistents a qualsevol pertorbació gravitacional. Per això, la pols i el material d'asteroides tendeixen a acumular-se en aquestes àrees.
Importància dels punts de Lagrange
Aquests punts de Lagrange són llocs especials perquè qualsevol objecte petit col·locat en ells romandrà estable respecte als dos cossos en òrbita. Això vol dir que un satèl·lit o una nau espacial es podria mantenir en un d'aquests punts sense necessitat d'utilitzar propulsors constantment. És per això que els punts de Lagrange són de gran interès per a l'exploració espacial i la col·locació de satèl·lits a l'espai.
A més de la seva utilitat pràctica, els punts de Lagrange també tenen una importància teòrica a l'estudi de la mecànica celeste i la dinàmica dels sistemes de cossos en òrbita. El seu descobriment i comprensió ens han permès tenir una visió més completa i precisa del moviment dels astres a l'espai.
La importància real dels punts de Lagrange transcendeix la mera utilitat pràctica en l'exploració espacial i la col·locació de satèl·lits. Aquests punts representen una finestra fascinant cap a la comprensió del comportament dels sistemes dinàmics a l'espai i ens permeten estudiar fenòmens complexos en l'àmbit de la física celeste.
Usos i aplicacions
Una de les aplicacions més notables dels punts de Lagrange és l'estabilitat dels satèl·lits en òrbita. En col·locar un satèl·lit en un d'aquests punts, podem mantenir-lo pràcticament estacionari pel que fa a la Terra o qualsevol altre cos al sistema. Això resulta especialment útil per a missions d'observació de la Terra, on cal una posició fixa per obtenir imatges detallades d'una regió específica durant llargs períodes de temps.
A més, els punts de Lagrange també ofereixen la possibilitat d'establir constel·lacions de satèl·lits en òrbita al voltant d'un cos celeste. Aquestes constel·lacions es poden utilitzar per a una varietat de propòsits, com comunicació global, monitorització del clima, observació astronòmica i exploració espacial. En distribuir els satèl·lits a diversos punts de Lagrange, podem optimitzar la cobertura i l'eficiència de les nostres missions espacials.
Una altra àrea on són de gran rellevància és en la investigació i exploració d'asteroides i estels. Aquests punts actuen com a llocs estratègics per ubicar sondes espacials que vulguin estudiar aquests cossos celestes en detall. En romandre en un punt de Lagrange proper a un asteroide o estel, les sondes poden investigar la seva composició, estructura i comportament sense necessitat de consumir grans quantitats de combustible per mantenir una òrbita estable.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre els punts de Lagrange, les seves característiques i usos.