Де можна припаркуватися в космосі?

Бурі на Сонці можуть вивести з ладу супутники, GPS та електромережі. Щоб Земля знала про них заздалегідь, за Сонцем стежить зонд, який весь час тримається між ним і нами. Але в космосі не можна зупинитися: що не рухається, падає на Сонце. Як він там тримається?

Зрівноважити тяжіння замало

Між Сонцем і Землею є місце, де їхнє тяжіння зрівноважується, — близько 260 000 км від Землі. Але там зонд не втримається: ніщо не викривлює його шляху, тож він летить прямо, а Землю Сонце веде по орбіті. На місці він не залишиться.

Ближчі обертаються швидше

Меркурій облітає Сонце за 88 днів, Земля — за рік, а Марс — майже за два роки. Що ближче до Сонця, то сильніше воно притягує, то швидше тіло мусить летіти, щоб не впасти, і то коротша його орбіта.

Якби тягнуло лише Сонце

Щоб зонд стояв на місці відносно Землі, він мусить облетіти Сонце за рік, як і вона. Але якби його тягнуло лише Сонце, зонд трохи ближче до Сонця обертався б швидше й обігнав би Землю. Зонд трохи далі відставав би.

L1: Земля пригальмує

Та зонд тягне й Земля, від Сонця: тяжіння Сонця слабшає, і зонд кружляє повільніше. На 260 000 км Земля врівноважує його цілком — забагато; десь за 1,5 млн км — саме те: один оберт за рік, як у Землі. Це L1, перша з п’яти точок Лагранжа, названих на честь математика, що їх обчислив.

L2: Земля піджене

За Землею навпаки: Земля тягне зонд у той самий бік, що й Сонце, тож зонд обертається швидше, ніж якби його тягнуло лише Сонце. Знову приблизно за 1,5 млн км від Землі він облітає Сонце рівно за рік. Це L2.

Телескоп «Джеймс Вебб»

У L2 обертається телескоп «Джеймс Вебб». Сонце, Земля й Місяць звідти завжди з одного боку, тож їх затуляє один сонцезахисний щит завбільшки з тенісний корт. Телескоп за ним лишається в тіні й мерзне нижче −220 °C — лише так він уловить слабке тепло далеких галактик.

П’ять точок

Таких місць п’ять. L3 лежить навпроти Землі, за Сонцем, L4 і L5 — на орбіті Землі, на 60° попереду й позаду неї. Чому саме там, наочно пояснити не вдасться, але розрахунок показує, що й там зонд облітає Сонце рівно за рік.

Вершина чи долина?

L1, L2 і L3 — як вершина пагорба: коли зонд у L2 трохи віддалиться від Землі, Земля тягне його слабше, і він віддаляється ще більше. Тому «Вебб» що кілька тижнів ненадовго вмикає двигун. L4 і L5 — як долини: що туди потрапить, там і залишиться.

Астероїди біля Юпітера

Такі самі точки має кожна планета. Що долини справді втримують тіла, показує Юпітер: у його точках L4 і L5 застрягло понад десять тисяч астероїдів, які обертаються з ним навколо Сонця вже мільярди років.

То де можна припаркуватися?

У точках Лагранжа: там зонд облітає Сонце рівно за рік і не рухається відносно Землі. Так у L1 стежить за Сонцем зонд із початку історії, а в L2 ховається від нього «Вебб». У L1–L3 треба час від часу вмикати двигун, у L4 і L5 зонд протримається без допомоги.