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鹊桥中继卫星在L2点,韦伯望远镜也要去L2点,为啥都要去那?

不久前,鸽王之王詹姆斯・韦伯太空望远镜发射成功,被称为哈勃太空望远镜的继任者,同时也是人类史上最强大的太空望远镜,它的发射升空引起了很多人的关注。

当然从地球上出发这只是第一步,进入轨道后和火箭分离,詹姆斯・韦伯太空望远镜还要飞行大约29天的时间,才能到达指定位置。

这不禁让人疑惑,哈勃太空望远镜在距离地球500公里高度轨道上绕地球公转,在那里可以摆脱地球大气层的影响,以及地球表面的光污染。但是新的太空望远镜目的地要距离地球150万公里,被称为日地的拉格朗日2点。

2018年的的时候我国发射了鹊桥中继卫星,它是为嫦娥四号月球探测器服务的,因为嫦娥四号探测器是人类的第一个在月球背面着陆的探测器,它将一览月背的风光。同时释放的玉兔二号月球车到今天也一直在月球表面进行巡视工作,由于需要受到地面的遥控以及传回探测数据,就需要一个好的数据通路。

但是月球作为距离地球最近的自然天体,它在漫长的绕地过程中已经被地球潮汐锁定,导致只有一面一直正对着地球,而它的背面我们在地球上是看不到的,那么也就意味着月背的嫦娥四号需要传输信号数据的时候不会那么通畅。

因此科学家提前发射了鹊桥号中继卫星,它的作用其实就是起到信号数据中转的作用。那么就必须要选择一个好的位置,而月球和地球的朗格朗日2点,那里就是最佳的选择。

       新发射的詹姆斯・韦伯太空望远镜也好,还是我国此前发射的鹊桥号中继卫星,为什么都要去L2点哪?

当然这里有一个问题要清晰,虽然都是去L2点,但并非同一个地方,詹姆斯・韦伯太空望远镜去的是日地拉格朗日2点,它的具体位置是太阳和地球连线延长线上距离地球150万公里,而鹊桥号去的是地月拉格朗日2点,它的具体位置是月球和地球连线延长线上距离月球6.5万公里,因此说两个L2点距离是比较远的。

对《三体》比较喜欢的朋友应该都清楚三体问题,而拉格朗日点就是天体力学中限制性三体问题的五个特殊解,简单来说就是太空中两个天体的引力平衡点。

例如在地月系统中,一个探测器在受到地球的引力影响下,还会受到月球引力干扰,有五个特殊的点,当人类的小探测器处在该区域内,基本可以保证静止。这样的点一共有5个,而L1、L2、L3是不平衡点,处在这几个位置的探测器需要提供一定的动力,保证自己处在静止的状态,这种方式燃料消耗极少,可以长时间的保持。

我国的嫦娥五号探月工程,在带着月球样本返回地面的过程中,距离地球5000公里的时候轨道器和返回器分离,返回器带着月球样本着力地球表面。而轨道器内由于还剩下了大约100公斤的燃料,因此轨道器有了推展任务,就是去往日地的拉格朗日1点,它距离地球大约也是150万公里。

嫦娥家族一向都是劳模,除了特点的探测任务之外,往往都会有额外的任务,例如嫦娥二号在完成绕月工作后也曾前往日地拉格朗日的2点。

日地拉格朗日2点优势很多,韦伯太空望远镜可以在摆脱近地轨道尘埃、太空垃圾的影响,视野和观测位置更加有优势,同时还可以节省燃料,用最少的燃料保持在L2点“静止不动”。

         詹姆斯・韦伯太空望远镜开创天文观测新时代

1990年哈勃太空望远镜发射升空,从那个时候开始人类真正的开始太空探索,也对宇宙深空有了进一步的了解。1996年韦伯太空望远镜项目开始立项,到2021年12月发射成功,这个时间绝对是非常漫长的,因此它又被人冠名“鸽王之王”,但这也可以理解,毕竟它要飞行到150万公里之外,出现任何一点小问题都无法解决。

不像哈勃太空望远镜在距离地球几百公里的轨道上,在航天飞机没退役的时候,宇航员以及工程师可以乘坐航天飞机进入太空维修哈勃望远镜。

作为哈勃太空望远镜的继任者,詹姆斯・韦伯太空望远镜要更加的强大,总投资超过100亿美元,它的主镜面直径6.5米,由18块巨大的六边形镜面构成,对比之下哈勃太空望远镜主镜面直径仅为2.4米,它能看到的宇宙要比哈勃更深更远,如果做个比较的话,韦伯太空望远镜可以看到宇宙的婴儿时期。

借助韦伯太空望远镜人类将对宇宙的演化有更深的认识,同时它也会参与进行地外生命的寻找工作。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。