У NASA повідомили, що готуються до запуску нової міжпланетної станції «Люсі», яка відвідає вісім об’єктів та збере інформацію про джерела виникнення та розвиток нашої Сонячної системи. Головна особливість «Люсі» – астероїди Юпітера, розташовані поза Головним поясом. Спробуємо розібратися, чому місія «Люсі» настільки приваблива і чому самі астероїди називають «троянцями». Та спочатку невеличкий екскурс в теорію.
Точки Лагранжа
Наприкінці 18 століття математик Леонард Ейлер знайшов аж три розв’язання для задачі трьох тіл, яка описує рух тіл у системі трьох гравітаційно пов’язаних об’єктів. Рішення звучить наступним чином:
Три тіла, що взаємно притягуються, постійно перебувають на одній прямій, яка обертатиметься навколо спільного для них центру мас згідно з Другим законом Кеплера, а відстані між тілами змінюватимуться, також за кеплерівськими законами.
За кілька років по тому знайшлися ще два розв’язання задачі, названі трикутними. В них йдеться про те, що три тіла, які взаємно притягуються, і розташовані у вершинах рівностороннього трикутника, за певних величин та напрямків рухатимуться трикутною формацією. При цьому довжина сторони трикутника змінюватиметься з часом, а сам трикутник обертатиметься у фіксованій площині навколо загального центру мас.
Тобто тіло з малою масою, що перебуває у точках з розв’язання задачі трьох тіл, може залишатися на місці, якщо на нього не діятимуть інші сили, окрім гравітації.
Ці точки називаються точками Лагранжа, а позначають їх L1, L2 та L3.
Схематичне розташування точок Лагранжа.
Наприкінці 1950-х NASA взялося їх досліджувати, щоб зрозуміти, як це може допомогти у проектуванні космічних апаратів. Серед основних ідей застосування: розміщення космічних телескопів на гала-орбітах навколо точок Лагранжа. Сьогодні на орбітах точок L1 та L2 систем Земля-Місяць та Сонце-Земля працюють багато телескопів та апаратів, зокрема Джеймс Вебб.
А до чого тут троянці?
У точках Лагранжа, зокрема L4 та L5, тіла не мінятимуть розташування без зовнішньої допомоги. 1906 року ми це довели, знайшовши такий «нерухомий» астероїд в системі Сонце-Юпітер. Цей астероїд назвали на честь Ахілла – лідера ахейців, що брали Трою в епосах Гомера. Згодом у точках стали відкривати нові тіла; L4 став табором «греків», а L5 закріпився за троянськими іменами.
Десятки тіл в точках L4 i L5 є у системах Землі, Марса, Нептуна та інших. Лише Юпітер має понад 7000.
Наразі науковці не знають ані природи, ані властивостей, ані складу «троянців». Вивчивши їх детальніше, планетологи зможуть краще зрозуміти історію ранньої Сонячної системи. І тут ми повертаємося до тієї, на кого покладена ця шляхетна місія – «Люсі».
Мандрівка Люсі
16 жовтня 2021 року почалася її мандрівка. Вона зробить два гравітаційні маневри біля Землі 2022 та 2024 року, після чого прямуватиме до Головного поясу астероїдів. Орієнтовно 2025 року вона візьме курс на лагранжеві точки системи Сонце-Юпітер, почавши з табору греків. Потім – новий гравітаційний маневр біля Землі – і мандрівка до троянців (орієнтовно в березні 2033 року). За 12 років «Люсі» має вивчити вісім астероїдів, але не все так райдужно.
Ілюстроване зображення Люсі навколо троянського астероїда
Дослідження відбуватиметься дистанційно, за допомогою HD-камери L’LORRI, мультиспектральної камери L’Ralph та термоемісійного спектрометра L’TES. Завдяки цим інструментам ми мали б отримати детальні знімки поверхонь астероїдів, вивчити їхню поверхню та властивості. Щоб визначити ще й масу, «Люсі» використовуватиме двометрову антену, яка обчислюватиме масу доплерівським зрушенням. За енергогенерацію відповідають дві семиметрові сонячні панелі, які, сподіваємось, працюватимуть довго та надійно.
За матеріалами: Tokar.ua
