лібраційних СУПУТНИКИ
Кандидат педагогічних наук Ф. Зігель
Акет-НОСИТЕЛЬ викинула штучний супутник Землі на задану орбіту. Після цього його політ регулюється головним чином силами тяжіння. Саме вони змушують супутник описувати навколо Землі еліптичну орбіту. Якби опір атмосфери відсутнє, орбіта супутника зберігала б свою форму нескінченно довгий час.
У безповітряному міжпланетному просторі сили тяжіння панують безроздільно. І тільки їм буде підкорятися штучний супутник Землі, що рухається за межами земної атмосфери. Сили тяжіння будуть керувати польотом космічних кораблів в ті періоди, коли їх реактивні двигуни опиняться виключеними.
Невідомий «океан тяжіння», що наповнює весь світовий простір, має складну природу. У кожній його точці проявляється дія багатьох сил, з яких очолюють сили тяжіння найближчих небесних тіл. Завдяки цій «грі сил» в «океані тяжіння» існують області, в яких тіло може перебувати необмежено довго, перебуваючи таким чином в змозі своєрідного рівноваги.
В інших областях, позбавлених цих властивостей, що рухається тіло, не затримається, виявиться лише скороминущим гостем.
Щось подібне спостерігається іноді в швидкоплинних річках. На загальному тлі суцільного водяного потоку виникають маленькі вири. Випадково потрапили в них тріски, шалено кружляючи, не в силах вибратися з виру, який в той же час переміщається разом з усією рештою маси води,
Невидимі «вири тяжіння» є і в світовому просторі, причому порівняно близько від Землі. Можливість їх існування була вперше теоретично доведена Лагранжем - французьким математиком XVIII в.
Уявімо собі два тіла з масами m1 і m2. відстань між якими дорівнює r. Взаємно притягаючи один одного, обидва тіла будуть звертатися навколо загального центру ваги, який, зокрема, за однакової кількості мас цих тіл розташується посередині між ними. Як довів Лагранж, в даному випадку існують дві так звані лібраційних точки, в яких будь-яка третя тіло виявиться в стані стійкої рівноваги. Точки ці утворюють разом з двома даними тілами вершини двох рівносторонніх трикутників.
Тіло, поміщене в «точці лібрації», збереже свою прихильність по відношенню до двох даними тіл з масами m1 і m2. як би останні не рухалися. Всі три тіла, переміщаючись в просторі, постійно будуть утворювати собою вершини рівностороннього трикутника зі стороною r.
Лагранж не думав, що вирішена їм завдання має реальне значення. Незвичайне рух трьох тіл він розглядав лише як цікавий математичний парадокс. Однак кілька десятиліть потому в сонячній системі були відкриті карликові планети, які рухалися саме так, як розрахував Лагранж.
Обертаючись навколо Сонця по орбіті Юпітера, вони постійно утворюють разом з ним і Сонцем вершини двох рівносторонніх трикутників. Цим небесним конвоїрів Юпітера були дані імена героїв Троянської війни, завдяки чому в астрономічній літературі вони фігурують, під загальною назвою «троянців».
В даний час відомо 15 троянців. Десять з них передують Юпітеру, інші йдуть за ним.
Троянці знаходяться поблизу лібраційних точок, описуючи навколо них складні орбіти.
Лібраційних точки є і в системі Земля - Місяць. Занедбані в ці точки, космічні ракети стали б постійними міжпланетними станціями. Віддалені від Землі і від Місяця на однакові відстані, рівні 384 тис. Км, вони рухалися б в просторі досить своєрідно, подібно троянцам, причому роль Сонця виконувала б Земля, а роль Юпітера - Місяць (див. 1-ю стор. Обкладинки). На таких лібраційних супутниках Землі можна було б обладнати астрономічну обсерваторію, з якої одночасно став би доступний спостереженню весь небосхил. Місяць здавалася б на ньому такої ж величини, як із Землі, а наша планета по поперечнику виглядала б в чотири рази більше Місяця. Настільки широкий кругозір для близьких до Землі штучних її супутників, зрозуміло, неможливий.
Цікаво було б здійснити на лкбраціонних супутниках Землі дослідження космічних променів, які, не загороджені величезною масою Землі, з усіх боків вільно доходили б до приладів.
Сталість розташування лібраційних супутників відносно Землі дозволить перетворити їх в зручні паливні бази для міжпланетних перельотів. Завдяки порівняльній віддаленості лібраційних супутників від Землі і Місяця відліт з них можна зробити незрівнянно легше, ніж із супутників, близьких до Землі. Надалі, ймовірно, з'ясуються і інші достоїнства лібраційних супутників Землі.
Закинути космічну ракету в котрусь із лібраційних точок і тим самим перетворити її в лібраційних супутник Землі являє собою завдання не менш важке, ніж посилка ракети на Місяць. Однак рівень сучасної техніки і темпи її розвитку такі, що створення лібраційних супутників Землі скоро стане цілком реальною справою.