Колонизация точки Лагранжа - Lagrange point colonization

Колонизация точки Лагранжа колонизация пяти точек равновесия на орбите планеты или ее первичной луны, называемая Точки Лагранжа. Наиболее очевидными такими точками для колонизации являются точки в системах Земля – Луна и Солнце – Земля. Хотя, как правило, требуются дни или недели, чтобы достичь последних с помощью современных технологий, можно было бы генерировать энергию из солнечного света на них почти непрерывно, поскольку из-за их значительного расстояния от Земли они будут затеняться от Солнца лишь изредка, а затем только в ближайшее время.

Земля – Луна

Диаграмма, показывающая пять Точки Лагранжа в системе из двух тел, одно тело которого намного массивнее другого (например, Земля и Луна). В этой системе L3 –L5 будет казаться, что они разделяют орбиту вторичного компонента, хотя и находятся немного за его пределами.

Единственные две устойчивые точки Лагранжа: L4 и L5. Точки Лагранжа стабильны, если масса большего тела как минимум в 25 раз больше массы вторичного тела.[1][2] Масса Земли более чем в 81 раз превышает массу Луны.[3] В L5 Общество была основана для содействия заселению путем строительства космических станций в этих точках системы Земля-Луна.

An L1 станция будет иметь ряд важных функций из-за ее стационарного положения между земной шар и Луна. Это отличное место для наблюдения и координации связи между различными миссиями на ближней стороне Луны. Судно, запущенное с L1, могло достичь любого места на Луне за от нескольких часов до суток. Это сделало бы его идеальным для управления кризисом, если на Луне случится авария. Кроме того, он мог бы служить промежуточной станцией, особенно после постройки, и, вероятно, использовался бы для приема туристов и случайных посетителей Луны. Подобная станция также может служить центром ремонта судов, движущихся по Солнечная система.

В L2 точка, на обратная сторона луны, полностью защищен от Земли Луной, поэтому радиотелескопы размещенные там будут получать гораздо меньше помех, чем существующие телескопы. Конечно, поскольку Луна приливно заблокирован, любая колония на обратная сторона луны имеет то же преимущество; лунный объект, однако, пострадал бы от Лунотрясения.

И L1, и L2 требуют активного канцелярские товары поскольку ни один из них не является полностью стабильным (они седловые точки на энергетическом ландшафте). Колонии в L4 и L5 Позиции будут иметь то преимущество, что они будут стабильными без необходимости в стационарном обслуживании, и могут использоваться в качестве путевой точки для путешествий туда и обратно. окололунное пространство.

Кроме того, они значительно сократят дельта-v (изменение скорости), необходимое для перехода от одного к другому, выхода на околоземную орбиту или выхода с нее, что является важным недостатком любой станции на поверхности Луны, которая требует высокий расход энергии чтобы сбежать и сопоставимое или большее количество на мягкую землю.

Солнце – Земля

Изолинии эффективного потенциала иллюстрируют пять точек Лагранжа системы Солнце – Земля.

Положение L1 полезно для наблюдений за Солнцем, поскольку оно находится рядом с Землей, но при постоянном солнечном свете. Это также может быть полезно для сбора солнечной энергии. И наоборот, точка L2 постоянно находится в тени Земли и, как таковая, предлагает лучшее место для наблюдения внешние планеты или же Глубокий космос. Колонии L4 и L5 можно использовать в качестве путевые точки в космических путешествиях, чтобы расширить практические окно запуска для путешествий на Землю и другие планеты и обратно. Эти положения полезны для колоний, поскольку они стабильны и не требуют постоянного содержания.

Недостатки

Схема магнитосферы Земли. В Солнечный ветер течет слева направо.

Риск воздействие протонов от Солнечный ветер так же хорошо как угроза здоровью от космических лучей будет значительным. Земли магнитосфера защищает от солнечных бурь, но обеспечивает слабую защиту от более энергичного космического излучения - от этого нас защищает атмосфера Земли.[нужна цитата ]

В системе Земля – Луна орбита колоний на L3 – L5 выводит их из-под защиты Земли. магнитосфера примерно две трети времени (как это происходит с Луной). Колонии на L1 (расположенные между Землей и Луной) испытают это в меньшей степени, тогда как L2 (расположенные за пределами Луны) испытают это в большей степени, и все они будут подвержены малоизученному плазменный лист из магнитосферный хвост.[4]

В системе Солнце – Земля L1 и L3 – L5 находятся вне защиты магнитосферы Земли. L2 периодически перемещается изнутри хвоста магнитосферы, плазменного слоя и солнечного ветра, в зависимости от интенсивности и направления солнечного ветра.

Защита от солнечной бури понадобится лишь изредка, и от нее будет легче защититься в убежище, куда поселенцы могли бы отступить во время сильного шторма. Дозы космического излучения нарастают медленнее с годами облучения, и для этого потребуется пара метров или более защиты. Конструкции космических сред обитания обычно снабжают их внешним щитом из реголита или других материалов.[нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Фитцпатрик, Ричард. «Устойчивость точек Лагранжа». Ньютоновская динамика. Техасский университет.
  2. ^ Гринспен, Томас (7 января 2014 г.). «Устойчивость точек Лагранжа L4 и L5» (PDF).
  3. ^ Питьева, Е.В .; Стэндиш, Э.М. (1 апреля 2009 г.). «Предложения по массам трех крупнейших астероидов, соотношению масс Луны и Земли и астрономической единице». Небесная механика и динамическая астрономия. 103 (4): 365–372. Bibcode:2009CeMDA.103..365P. Дои:10.1007 / s10569-009-9203-8.
  4. ^ Луна и магнитохвост (Тони Филлипс) опубликовано: 2008

внешняя ссылка