Haben wir die Möglichkeit, einen Satelliten in den Lagrange-Punkten Sonne-Erde L4/L5 zu platzieren?

Wenn Sie nach etwas "bei" L4 oder L5 suchen, ist die Neuigkeit, dass dies nicht wirklich Punkte sind (da die Erdumlaufbahn kein perfekter Kreis ist), sondern Regionen, Nachbarschaften oder Geisteszustände. Es ist besser, Dinge so zu betrachten, als würden sie um die Lagrange-Punkte (jeden von ihnen) kreisen, als an ihnen zu sein . Das bedeutet, wenn es Dinge zu sehen gibt, aber Sie nicht genau wissen, wo sie sich in diesen Umlaufbahnen befinden, würden Sie nie sehr nahe daran herankommen, weil diese Nachbarschaften riesig sind!

Die Anreise in die Nachbarschaft wäre kein Problem. Die beiden STEREO -Raumschiffe passierten die Nähe von L4 und L5 der Erde, und eine ausreichende Verlangsamung, um in eine Umlaufbahn um die Librationspunkte L4/L5 einzutreten, hätte ein erhebliches zusätzliches Delta-V erfordert, aber eines, das im Vergleich zu dem, um dorthin zu gelangen, klein wäre von der Erde in erster Linie.

Laut Wikipedia :

Als sie Ende 2009 die Lagrange-Punkte L4 und L5 der Erde passierten, suchten sie nach Lagrange-Asteroiden (Trojaner).

Hier ist ein Datendiagramm, das ich von JPL Horizons heruntergeladen habe und das die ungefähre Entfernung von der Sonne (eigentlich cm des Sonnensystems) von STEREO-A, STEREO-B und der Erde (untere, obere und mittlere (blau, grün, rote) Spuren) und den Vorlauf-/Nachlaufwinkel der beiden STEREO-Raumfahrzeuge in Bezug auf die Erde (eigentlich die Unterschiede in den theta = arctan2(y, x)Ekliptikkoordinaten von J2000). +/- 60 Grad wird durch gepunktete Linien angezeigt.

Sie haben mehrere Vorbeiflüge des Mondes in einem ziemlich coolen Manöver verwendet, um in diese Situation zu geraten ( GIF aus dieser Antwort ) - eine, die die Sonne in einer rückläufigen Richtung umkreist. Ohne den Mond wäre das ziemlich schwierig = teuer in Delta-V gewesen!

Bei den kanonischen Antworten auf „warum haben sie nicht …“ geht es immer um nicht grenzenlose Finanzierung und wissenschaftliche Priorisierung. Ohne einen zwingenden Grund, zu L4/L5 der Erde zu gehen und nichts anderes zu tun, wird es nicht passieren. Weitere Informationen finden Sie im Kommentar von @AndrewThompson .

Hier ist nun ein nettes Video der beiden Stereo-Raumschiffe, die durch die Nachbarschaft von L4/L5 der Erde fliegen (nicht beschriftet, bei +/- 60 Grad von der Erde entfernt); Viel Spaß!

Zumindest einige Diskussionen über Lagrange-Punkte erwähnen, dass das Verhältnis von primärer zu sekundärer Körpermasse in einem bestimmten Bereich liegen muss, damit die Punkte existieren. Nun, L-1, -2 und -3 haben eindeutig alle eine bedeutungsvolle Existenz, egal wie das Verhältnis des kleinen zum größeren Körper ist, obwohl L-3, wenn es sehr klein ist, ein sehr subtiler Effekt wäre und es kaum wert wäre, sich darum zu kümmern. während -1 und -2 dem kleineren Körper sehr nahe und schwach wären.

Selbst wenn alle Planeten, egal wie klein sie technisch gesehen sind, L-4- und -5-Punkte haben, an denen signifikante Möglichkeiten für weniger instabiles Umlaufen um die Punkte herum bestehen als in jedem anderen zufälligen Bereich der Umlaufbahn, ist der Effekt für einen Planeten sicherlich viel kleiner und subtiler als klein im Verhältnis zur Sonne wie die Erde ist, im Gegensatz zu dem leicht beobachtbaren Einfangen signifikanter Konzentrationen von Asteroiden für Jupiter und Saturn.

Und abgesehen von den möglichen astronomischen Verwendungen, die Andrew Thompson oben erwähnt hat, ist der einzige andere Punkt, an dem ich etwas dort platzieren kann, ein Funkrelais für Sonden oder bemannte Raumfahrzeuge, die auf der anderen Seite der Sonne herumfliegen. Selbst wenn ein Fahrzeug dorthin fliegt, wird es bei den meisten Missionen nicht lange direkt hinter der Sonne sein. Natürlich kann die schiere Helligkeit der Sonne verschiedene Signaldetektoren blenden oder auf andere Weise sättigen, selbst wenn die Sonne weit von der Mittelachse eines Strahls entfernt ist. Wenn also das Sonnenrauschen stark genug ist, um klare Kommunikation sogar in 20 oder 30 Grad Entfernung zu übertönen, das reicht aus, um die Erde einen großen Teil der Zeit abzuschneiden, und könnte den Aufwand und die zusätzliche Zeitverzögerung rechtfertigen, die mit dem Senden von Signalen verbunden sind.

Jedenfalls bin ich mir nicht sicher, ob die Punkte -4 und -5 praktisch existieren. Was ich damit meine ist, wenn Sie ein Raumschiff an einem beliebigen anderen Punkt auf der Erdumlaufbahn parken, würden wir erwarten, dass es driftet, weil es sich anfangs nicht relativ zur Erde bewegt – daher die Anziehungskraft der Erde, so schwach sie auch ist würde über Entfernungen von einer AU oder mehr liegen, immer in die gleiche Richtung ziehen, also muss das Objekt beschleunigen und aufhören, die Position beizubehalten. Das Besondere an Lagrange -4 und -5 Punkten ist, bedingt durch die Kombination von Potential (in dem sich drehenden Bezugssystem, in dem primäres – hier die Sonne – und sekundäres Objekt – hier die Erde – stillstehen und einem zentrifugalen Potential existiert) nicht niedrig, sondern -am höchsten- entlang des Bogens der Erdumlaufbahn, und die Coriolis-Kraft (die mathematisch gesprochen eine "echte" Kraft im rotierenden Koordinatensystem ist, so wie die Zentrifugalkraft vom Baryzentrum entfernt ist), dann existieren "Umlaufbahnen" um den Punkt, die durch die Corioliskraft auf einer zyklischen Bahn gehalten werden, und ihre charakteristischen Geschwindigkeiten sind so, dass die Tendenz, auf die Erde zu fallen, durch die ausgeglichen wird lokale Dynamik – die die Gravitationssteigung des Gravitationsfeldes der Erde in diesem Bereich in der einzigartigen Potentialform umfasst, die an diesem Punkt ihren Höhepunkt erreicht. Wenn „Hügel und Grat“ der L-4- und -5-Punkte nicht stark genug ausgeprägt sind, sind diese stabilen geschlossenen Schleifen möglicherweise nicht möglich und das Objekt driftet auf die Erde zu, egal welche Kombination von Vektor und Entfernung vom L-Punkt wir ihm geben --vielleicht gibt es außerhalb gewisser Proportionsbereiche keine stabilen Schleifen. Wenn sie es tun