Hol lehet parkolni az űrben?

A Napon kitörő viharok kiüthetik a műholdakat, a GPS-t és az áramhálózatot. Hogy a Föld előre tudjon róluk, egy szonda figyeli a Napot, és közben mindig köztünk és a Nap között marad. Csakhogy az űrben nem lehet megállni: ami nem mozog, belezuhan a Napba. Hogyan marad ott?

Nem elég kiegyenlíteni a gravitációt

A Nap és a Föld között van egy hely, ahol a kettő vonzása kiegyenlíti egymást, nagyjából 260 000 km-re a Földtől. Ott azonban a szonda nem marad meg: semmi sem téríti el, ezért egyenesen repül tovább, a Földet viszont a Nap a pályáján tartja. Nem marad a helyén.

A közelebbiek gyorsabban keringenek

A Merkúr 88 nap alatt kerüli meg a Napot, a Föld egy év alatt, a Mars pedig valamivel kevesebb mint két év alatt. Minél közelebb van valami a Naphoz, annál erősebben vonzza a Nap, annál gyorsabban kell repülnie, hogy ne zuhanjon bele, és annál rövidebb a pályája.

Ha csak a Nap vonzana

Hogy a szonda a Földhöz képest egy helyben álljon, a Földhöz hasonlóan egy év alatt kell megkerülnie a Napot. Ha azonban csak a Nap vonzaná, a Naphoz kicsit közelebbi szonda gyorsabban keringene, és lehagyná a Földet. A kicsit távolabbi szonda lemaradna.

L1: a Föld fékez

Csakhogy a szondát a Föld is vonzza, mégpedig a Naptól elfelé, így gyengíti a Nap vonzását, és a szonda lassabban kering. 260 000 km-nél a Föld teljesen kioltja, ez túl sok; nagyjából 1,5 millió km-re a Földtől épp jó, és a szonda a Földhöz hasonlóan egy év alatt kerüli meg a Napot. Ezt a helyet L1-nek hívják, ez az első az öt Lagrange-pont közül, amelyek az őket kiszámoló matematikusról kapták a nevüket.

L2: a Föld meglöki

A Föld mögött fordítva van: a Föld ugyanarra húzza a szondát, mint a Nap, ezért a szonda gyorsabban kering, mint ha csak a Nap vonzaná. Ismét nagyjából 1,5 millió km-re a Földtől pontosan egy év alatt kerüli meg a Napot. Ez az L2.

A James Webb űrtávcső

Az L2-ben kering a James Webb űrtávcső. A Nap, a Föld és a Hold onnan mindig egy oldalon van, így egyetlen teniszpályányi napernyő mindet eltakarja. Mögötte a távcső árnyékban marad, és −220 °C alá hűl – csak így foghatja fel a távoli galaxisok halvány melegét.

Öt pont

Öt ilyen hely van. Az L3 a Földdel szemben, a Nap túloldalán van, az L4 és az L5 a Föld pályáján, 60°-kal előtte és mögötte. Hogy miért épp ott, azt nem lehet szemléletesen elmagyarázni, de a számítás megmutatja, hogy ott is pontosan egy év alatt kerüli meg a szonda a Napot.

Dombtető vagy völgy?

Az L1, az L2 és az L3 olyan, mint egy dombtető: ha a szonda az L2-ből kicsit eltávolodik a Földtől, a Föld gyengébben vonzza, és még messzebbre kerül. A Webb ezért néhány hetente röviden begyújtja a hajtóművét. Az L4 és az L5 olyan, mint egy völgy: ami ott megakad, ott marad.

Kisbolygók a Jupiternél

Minden bolygónak ugyanilyen pontjai vannak. Hogy a völgy megtart, azt a Jupiter mutatja: az L4 és az L5 pontjában több mint tízezer kisbolygó gyűlt össze, amelyek már évmilliárdok óta vele együtt keringenek a Nap körül.

Szóval hol lehet parkolni?

A Lagrange-pontokban: ott a szonda pontosan egy év alatt kerüli meg a Napot, és nem mozdul el a Földhöz képest. Így figyeli a Napot az L1-ből a bevezetőben említett szonda, és így bújik el előle a Webb az L2-ben. Az L1–L3 pontokban időnként be kell gyújtani a hajtóművet, az L4-ben és az L5-ben a szonda segítség nélkül is megmarad.