Nýi James Webb geimsjónaukinn, sem skotið var á loft 25. desember 2021, hefur fengið sérstakan sess í geimnum: 1,5 milljón kílómetra frá jörðu – í gagnstæða átt frá sólu. Hann snýst um svokallaðan Lagrange punkt, nánar tiltekið L2.
Það sérstaka við Lagrange punkta er að það er jafnvægi á milli þyngdaráhrifa frá sólu og jörðu. Þetta þýðir að tiltölulega léttum hlut eins og vefsjónauka er hægt að koma fyrir þar og halda stöðu sinni án þess að eyða mikilli orku í að stilla hann.
Lagrange punkturinn L2, sem Webb sjónaukinn snýst um, er næstum fjórum sinnum lengra í burtu en tunglið.
Gangverkið milli hreyfinga sólar og jarðar skapar samtals fimm Lagrange punkta. Þrír þeirra liggja á línunni sem liggur í gegnum miðju bæði sólar og jarðar, en tveir síðustu eru á sporbraut jarðar, fyrir framan og aftan hnöttinn okkar.
Á sama hátt eru einnig fimm Lagrange punktar í öðrum kerfum þar sem tvö þung fyrirbæri svífa hvert um annað – til dæmis sólin og Júpíter eða jörðin og tunglið.
Sjónaukinn snýr baki í okkur
Fyrir vefsjónaukann er staðsetningin í L2 ákjósanleg. Sjónaukinn er búinn stórum, verndandi sólarskildi, sem snýr bæði að jörðinni og sólinni. Þannig getur sjónaukinn við L2 stöðugt „snúið baki við“ varmageisluninni sem kemur frá sólinni og jörðinni og myndi annars trufla athuganir sem sjónaukinn gerir á fjarlægari himintunglum.
Jafnvægi skapar fimm hentug stæði í geimnum
Með fimm Lagrange punkta er jafnvægi á milli þyngdaráhrifa frá sólu og jörðu. Það gefur okkur stöðuga staði sem hægt er að nota fyrir gervihnetti.
L1 og L2 eru vinsælastir
Lagrange punktarnir L1 og L2 hafa verið mikið notaðir til að staðsetja gervihnetti. L1 veitir stöðuga sýn á sólina en L2 gefur hins vegar frjálsa og ótruflaða sýn á fjarlægan alheiminn.
L3 verður alltaf laus
Punktur L3 verður líklega aldrei notaður fyrir gervihnetti. Staðsetningin býður ekki upp á það vegna þess að bein samskipti við gervitungl eru ómöguleg vegna þess að sólin skyggir á það svæði.
L4 og L5 geta komið við sögu
Gervihnettir við L4 og L5 gætu í framtíðinni gefið okkur betra útsýni á sólina. Sérstaklega getur útsýnið frá L4, sem er á undan sporbraut jarðar, varað við væntanlegum sólstormum.
Staðsetningin við L2 hefur áður verið notuð af gervitunglunum WMAP og Planck sem kortlögðu bakgrunnsgeislun alheimsins.
Hinum megin jarðar, við Lagrange punkt L1, hafa aðrir gervihnettir verið staðsettir. Hér er stöðugt útsýni yfir sólina sem m.a. hefur verið kostur fyrir sólarstjörnustöðina SOHO.
Þetta hefur verið vitað í 250 ár
Þrír af Lagrange punktunum – L1, L2 og L3 – fundust árið 1760 af svissneska stærðfræðingnum Leonhard Euler. Síðustu tveir punktarnir, L4 og L5, voru skilgreindir árið 1773 af ítalskættaða stjörnufræðingnum og stærðfræðingnum Joseph Louis Lagrange, sem síðan gaf öllum fimm punktunum nöfn.
