【社刊 16 立冬】引力平衡之處—拉格朗日點 (三)

作者:郭泰驛
  距離第二天體較遠的三個拉格朗日點在巨大的行星系統中有著顯著的匯聚力,以太陽–木星系統為例,希爾達、希臘、特洛伊小行星群分別位於第三、第四、第五拉格朗日點(L3、L4、L5)(圖三),三個小行星群在公轉時有特殊的「流動」現象,如同工廠的輸送帶,小行星就像被三個小行星群互相傳送(圖四),筆者推測可能是因為三個引力特殊點導致公轉角速度加速或減速的波形變化導致此現象。
圖三:希爾達、希臘、特洛伊小行星群與太陽、木星的相對位置。Mdf

圖四:小行星於三群流動的方向。Lunarplanner

  其中,L4及L5皆為拉格朗日點中引力平衡最為穩定的點,但目前人類未派遣任何的探測器至此兩點長久逗留,只有經過此點或此點的附近,例如2016年發射的歐西里斯號(OSIRIS-REx)便經過了L4的附近並探測小行星Bennu,以及2014年發射的隼鳥2號(Hayabusa 2)經過了L5的附近並探測小行星龍宮Ryugu。

  既然是引力最為平衡的點,為甚麼人類不派遣探測器固定待在那邊呢?筆者推測可能是因為此處的小行星多且密集,若派遣探測器長久逗留,可能會有遭到碰種的危機。如果此處的小行星密度夠小,那就能長久的放置探測器,甚至殖民此處。這觀念其實並不新穎,在1970年代甚至有組織地被推廣,奧尼爾(Gerard Kitchen O'Neill)在他的太空殖民計畫中提出,如果利用L4及L5的穩定特性建構太空殖民地,便可以節省調整位置的燃料,距離穩定也能夠與地球建立穩定的通訊。後來一個叫做L5社團的組織向他們的成員宣傳這個想法,之後演變成美國「國家太空學會」,繼續提倡飛出地球創建人類文明。

  我們找到了空間中的穩定特點—拉格朗日點,而人類也逐漸善用這個空間特點,讓太空儀器可以穩定下來實施觀測。如SOHO、韋伯望遠鏡、威爾金森微波探測器……未來將會有更多的探測器利用這項物理特性穩定地探測太空,幫助人類揭開更多宇宙的面紗。

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