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外太空是广袤无垠的,在整个宇宙中,一切都在运动。地球围绕太阳公转,月球围绕地球公转,太阳围绕银河系的中心公转,等等。
更复杂的是,物体并不是完全围绕单一物体公转。例如,虽然月球确实围绕地球公转,但它也受到太阳的引力影响,使它的运动发生微小变化。在一定程度上,它也受到其他大物体的影响,比如木星和其他行星。
简单来说,重力让整个宇宙以看似疯狂的方式运动,但一旦理解透彻,其实是非常有序的。
一旦你充分理解这些因素,机会就会出现。一个例子就是寻找太空中的拉格朗日点。
拉格朗日点是太空中的一些位置,在这些位置上,多个物体的引力从其中一个物体的视角来看几乎相互抵消。当然,这个定义并不精确,因为引力并没有真正被抵消,但这样说起来更容易懂。
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一个拉格朗日点大约位于地球和太阳之间距离的1%,距离地球核心约150万公里。位于这个位置的物体受到太阳和地球的双重引力作用,使得物体在任何方向上都不会移动。
只要位于该位置的物体足够小,以至于自身的引力微乎其微,它将相对地球在该位置保持很长时间。在这个点上放置了五个仪器,称为L1,主要用于研究太阳。
另一个拉格朗日点L2位于地球的另一侧,与太阳在同一条直线上。虽然看起来地球和太阳在同一侧会使引力更强,从而更快地将物体拉入。
这说法有一半是对的。重力确实更强,但这只是把任何物体拉向这个地方,抵消了它围绕太阳运动时产生的离心力。
詹姆斯·韦伯太空望远镜被放在L2点附近,就是为了利用这一点。虽然它并不完全在L2点上,但它离L2点足够近,所以漂移出位置的速度非常慢,只需要很少的调整,这就意味着它可以用很少的燃料来运行。
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宇宙中还有许多其他的拉格朗日点,绝大多数行星都有拉格朗日点。木星有两个已知的拉格朗日点,NASA正在进行一项任务,研究一颗被困在其中一个拉格朗日点的小行星。甚至在地球和月球之间也有一个拉格朗日点,一些专家认为这里是建立太空基地或大型宇宙飞船的理想地点。
总体而言,拉格朗日点非常有趣,而且在太空探索方面有很多潜在用途。
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