嫦娥四号的中继卫星鹊桥,所处的拉格朗日L2点

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  • 地有之间的5个拉格朗日点:

  在引力计算中,两体问题可以得到完美解决。可是一涉及到三体,那就傻眼了。怎么办?找一些特殊条件的解。比如象日地月这样的系统。

  1767年,大数学家欧拉发现三体问题中的3个限制性特解L1、L2和L3。

  1772年,欧拉的学生拉格朗日,又发现三体问题中的两个限制性特解L4和L5。

  这就是三体问题中,其中一个天体质量非常小的五个特解,也叫做拉格朗日点,属于限制性三体问题(普遍性三体问题没有通解)。

  • 拉格朗日点的好处及特点

  探测器在拉格朗日点处,既能保持相对稳定的轨道,还能为探测器入轨减少燃料。地月间的五个拉格朗日点,情况如下:

  L1:位于月球和地球之间,距离月球6.5万公里,可以理解为月球引力和地球引力相互抵消的点,该处的飞行器无法在水平位置保持自平衡,稍受扰动就会偏向其中一方;

  L2:位于月球背面一侧,距离月球6.5万公里,该处附近的飞行器无法保持自平衡,飞行器需要围绕L2点绕行,从而达到动态平衡;

  L3:位于地球背向月球一侧,比月球轨道(38万公里)稍微小一点,该处的飞行器无法保持自平衡;

  L4、L5:对称的两个点,每个点与地球、月球都构成等边三角形,这两个拉格朗日点属于自平衡点,该处的飞行器就算受到一定的扰动,也能主动回到平衡点;

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  位于这五个点的小天体,会达到引力平衡状态,其中地月拉格朗日L2点,就是此次“鹊桥”中继卫星的放置点,在该位置处,鹊桥卫星可以和在月球背面登陆的嫦娥四号通讯,也可以和地面通讯,从而作为两者的桥接通讯卫星。

  •   地球和太阳间也存在五个拉格朗日点

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