Μελλοντικοί αστροναύτες στις βαρυτικές οπές?

[Tsaprazi]

Με τις αμφιβολίες να υπάρχουν σχετικά με τη σκοπιμότητα της επιστροφής μας στο φεγγάρι ή το κατευθείαν ταξίδι στον Άρη, μας προέκυψε μια άλλη επιλογή για τα επόμενα βήματά μας στο διάστημα: κάποια σημεία χωρίς βαρύτητα που ονομάζονται σημεία Lagrange και τα οποία βρίσκονται τουλάχιστον 1 εκατομμύριο χιλιόμετρα μακριά.

 

Μια ειδική ομάδα, που δημιουργήθηκε από τον Λευκό Οίκο, είναι επιφορτισμένη με την αναθεώρηση των σχεδίων επανδρωμένων διαστημικών πτήσεων της NASA του προγράμματος "Βαθύ Διάστημα" και η έκθεση της αναμένεται σύντομα. Αλλά γιατί να στείλουμε ανθρώπους στο άδειο διάστημα;

 

Επειδή αυτά τα σημεία είναι μακριά από τον καυτό Ήλιο και τη Γη, είναι χρήσιμα καταφύγια για τα εξαιρετικά ψυχρά τηλεσκόπια που μετρούν διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στο βαθύ διάστημα.

 

Για παράδειγμα το διαστημικό παρατηρητήριο Wilkinson Microwave Anisotropy Probe(WMAP), το οποίο μετρά την ακτινοβολία που έμεινε από το Big Bang, ζει σε ένα σημείο που ονομάζεται Lagrange L2 πάνω από 1 εκατομμύριο χιλιόμετρα μακριά μας. Ο διάδοχος του διαστημικού τηλεσκόπιου Hubble, το James Webb Space Telescope, θα αποσταλεί στο σημείο, που βρίσκεται σε ευθεία με τον ήλιο και τη Γη.

 

Επισκευή τηλεσκοπίου

"Αν κοιτάξετε τον κατάλογο των μελλοντικών διαστημικών τηλεσκοπίων, σχεδόν όλα πρόκειται να πάνε στο σημείο L2," λέει ο Dan Lester του Πανεπιστημίου του Τέξας, ο οποίος μίλησε για τις διαστημικές πτήσεις στην επιτροπή αναθεώρησης τους. "Πρόκειται να γίνει ένα πολυάσχολο μέρος εκεί έξω."

 

Αλλά τι θα κάνουν οι άνθρωποι εκεί πάνω; Ένα χρήσιμο έργο είναι η επισκευή και η αναβάθμιση του νέου τηλεσκόπιου, όπως έχουν κάνει οι αστροναύτες πέντε φορές με το Χαμπλ.

 

"Το Hubble είναι ίσως το πιο παραγωγικό επιστημονικό εργαλείο που αναπτύχθηκε ποτέ στην ιστορία της επιστήμης, και σε μεγάλο βαθμό αυτό οφείλεται επειδή κάθε τέσσερα ή πέντε χρόνια, αλλάζουμε τα παλαιά μέσα … και τα αντικαθιστούμε με ολοκαίνουργια που απευθύνονται σε διαφορετικά ζητήματα και είναι η τελευταία λέξη της τεχνολογίας," λέει ο Dan Lester. "Αν θέλουμε να έχουμε ανθρώπους που να δουλεύουν με αυτά τα νέα τηλεσκόπια, πρέπει πραγματικά να σκεφτούμε τα σημεία Lagrange."

 

Λεωφόροι του ηλιακού συστήματος

Οι αστροναύτες δεν πρέπει να πάνε τόσο μακριά όσο είναι το L2 του συστήματος Ήλιου και Γης για να είναι χρήσιμοι. Τα σημεία Lagrange υπάρχουν και στο σύστημα Γης-Σελήνης, καθώς και σε κάθε άλλον πλανήτη στο ηλιακό μας σύστημα.

 

Μάλιστα θέλουμε εκπληκτικά λίγη ενέργεια για να ταξιδεύουνε μεταξύ των σημείων αυτών. Κι αυτό συμβαίνει γιατί αντικείμενα όπως είναι ο ήλιος και οι πλανήτες έχουν πεδία βαρύτητας που μοιάζουν με τα βουνά και τους λόφους, αλλά τα σημεία Lagrange είναι όλα βαρυτικές πεδιάδες. Μόλις τεθούν στο σωστό δρόμο, τα διαστημόπλοιο μπορεί να κινηθούν κατά μήκος των βαρυτικών γραμμών του διαστήματος ανάμεσα σε αυτές τις πεδιάδες, σαν να ταξιδεύουν σε μια διαπλανητική λεωφόρο.

 

Περιοχή στάθμευσης

Στο μέλλον οι αστροναύτες θα μπορούσαν να επισκευάσουν τηλεσκόπια σε μια περιοχή ανασυγκρότησης στο πλησιέστερο σημείο Lagrange Γης και Σελήνης αλλά και να τα στείλουν πίσω στο σημείο L2 (Ήλιου – Γης) όταν τελειώσουν την επισκευή. Θα μπορούσαν επίσης να συγκεντρώσουν μεγάλα τηλεσκόπια ή διαστημόπλοια στην περιοχή ανασυγκρότησης και στη συνέχεια να τα στείλουν εκεί έξω για μακρύτερους προορισμούς.

 

"Όταν στέλνετε ανθρώπους για να επιδιορθώσουν ένα τηλεσκόπιο, η χώρα μας πάει πολύ πιο πάνω από μια απλή επισκευή. Υπάρχει ενθουσιασμός, υπερηφάνεια, ευκαιρία για να επιδείξουμε τις ικανότητες μας στο διάστημα”, λέει.

 

Νηπιακά βήματα

Άλλοι όμως βλέπουν τα σημεία Lagrange να αποτελούν το εφαλτήριο για το δρόμο προς τον Άρη.

 

"Είναι ένα βολικό σταυροδρόμι για εκεί που θέλουμε να επισκεφθούμε”, αναφέρει ο Lou Friedman, ιδρυτής και εκτελεστικός διευθυντής της Planetary Society, μιας ομάδας που υποστηρίζει την αποστολή αστροναυτών στον Άρη.

 

"Ο τόπος που όλοι θέλουμε να πάμε είναι ο Άρης. Παγαίνοντας για τον διαπλανητικό χώρο, τα σημεία Lagrange είναι σήμερα το πλησιέστερο ορόσημο για τη Γη, ακόμα πιο πέρα από το φεγγάρι," δήλωσε ο Φρίντμαν.

 

Το ταξίδι για το σημείο L2 θα διαρκέσει περίπου ένα μήνα και οι επικοινωνίες από και προς τη Γη, θα χρειάζονται περίπου τέσσερα δευτερόλεπτα, ενώ ένα ταξίδι στον Άρη θα διαρκέσει τουλάχιστον έξι μήνες και αυτό θα συνεπάγεται καθυστερήσεις στις επικοινωνίες περίπου 20 λεπτά.

 

Η NASA θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει μια αποστολή στο σημείο Lagrange για να δοκιμάσει τις τεχνολογίες που απαιτούνται για ένα ταξίδι στον Άρη – όπως τα συστήματα υποστήριξης της ζωής και τους τρόπους για να προστατεύσει τους αστροναύτες από τις επιβλαβείς ακτινοβολίες – ενώ θα παραμένουν σε εύκολη επαφή με τη Γη.

 

Αυτό δεν είναι ακόμα τόσο δραματικό όπως τα απευθείας ταξίδι στον Άρη, εξηγεί ο Friedman, αλλά λέει πως τα νηπιακά βήματα έχουν αξία. "Το πρόγραμμα Gemini που ήταν προπομπός για τα σκάφη Απόλλων στο φεγγάρι δεν πήγαν πουθενά εκτός από μια χαμηλή γήινη τροχιά… αλλά είναι σε όλους κατανοητό ότι κάθε βήμα που έγινε τότε ήταν στο δρόμο για το φεγγάρι”, λέει.

 

"Βλέπω πως θα μπορούσαμε να πάμε στο σημείο Lagrange με τον ίδιο τρόπο. Σε κάθε βήμα θα οικοδομήσουμε την ικανότητά μας για να προχωρήσουμε περαιτέρω."

 

Πηγή

 

-----------------------------------------------------------------------------------

 

Πιστεύω πως ένα τέτοιο βήμα, εάν πραγματοποιηθεί με τα υπάρχοντα κονδύλια που διατίθενται, θα αποτελέσει τεράστια πρόοδο, όχι μόνο για τη διαστημική, αλλά και για την αστροφυσική, καθώς εκτός από αναβάθμιση των συστημάτων, θα μπορέσουμε να μελετήσουμε τις συνθήκες πραγματικής έλλειψης βαρύτητας, καθώς και τις επιδράσεις της στο ανθρώπινο σώμα. Έτσι, θα μπορέσουμε να καταλάβουμε ακριβώς τι μέσα απαιτούνται για ένα διαπλανητικό ταξίδι μεγαλύτερης εμβέλειας (Γη-Άρης) και να προσπαθήσουμε να κατασκευάσουμε καλύτερα εξοπλισμένα διαστημόπλοια και όργανα.

 

Σε ορισμένα σημεία στο διάστημα που ονομάζονται σημεία Lagrange, η βαρύτητα των δύο αντικειμένων (Ήλιου και Γης) ακυρώνεται, επιτρέποντας έτσι σε αντικείμενα – όπως τα τηλεσκόπια – να παραμείνουν ‘σταθμευμένα’ εκεί πάνω με λίγη προσπάθεια.

[nansy]

Πιστεύω πως ένα τέτοιο βήμα, εάν πραγματοποιηθεί με τα υπάρχοντα κονδύλια που διατίθενται, θα αποτελέσει τεράστια πρόοδο, όχι μόνο για τη διαστημική, αλλά και για την αστροφυσική, καθώς εκτός από αναβάθμιση των συστημάτων, θα μπορέσουμε να μελετήσουμε τις συνθήκες πραγματικής έλλειψης βαρύτητας, καθώς και τις επιδράσεις της στο ανθρώπινο σώμα. Έτσι, θα μπορέσουμε να καταλάβουμε ακριβώς τι μέσα απαιτούνται για ένα διαπλανητικό ταξίδι μεγαλύτερης εμβέλειας (Γη-Άρης) και να προσπαθήσουμε να κατασκευάσουμε καλύτερα εξοπλισμένα διαστημόπλοια και όργανα.

 

Να καταλάβουμε τις πραγματικές συνθήκες? Δήλαδη τόσοι που πήγαν στο διάστημα τι ήταν τίποτε?Να μιλάμε σοβάρα...Αυτό που λές είναι άτοπο αφού με τον διαστημικό σταθμό δημιουργούνται συνθήκες ελλείψης βαρύτητας.

 

Πάντως για όσο αναφορά τα σημεία Lagrange χρησιμοποιούνται για τα διαστημικά τηλεσκόπια ώστε οι τροχιές τους να είναι ευσταθείς..όσο για τον Άρη προτείνεται σαν καλή λύση,αλλά δεν έχουμε πάρα να περιμένουμε..

[Tsaprazi]

 

Να καταλάβουμε τις πραγματικές συνθήκες? Δήλαδη τόσοι που πήγαν στο διάστημα τι ήταν τίποτε?Να μιλάμε σοβάρα...Αυτό που λές είναι άτοπο αφού με τον διαστημικό σταθμό δημιουργούνται συνθήκες ελλείψης βαρύτητας.

 

Κάποια σημεία χωρίς βαρύτητα ονομάζονται σημεία Lagrange

 

Τότε ποια η διαφορά τους από το διαστημικό περιβάλλον?

[nansy]

Το εξήγησα παραπάνω αλλά προφανώς δεν το καταλάβες...

 

Tα σημεία Lagrange είναι συγκεκριμένα σημεία του βαρυτικού πεδίου δύο ουράνιων σωμάτων στο οποίο αν τοποθετηθεί ένα τρίτο ουράνιο σώμα (δηλ. ένας πλανήτης ή ένας δορυφόρος) που συνολική βαρυτική δύναμη που εξασκείται πάνω στο σώμα είναι μηδέν.

 

Υπάρχουν δύο είδη σημείων ισορροπίας.

 

* Τα ευσταθή σημεία και

* τα ασταθή σημεία.

 

Αν ένας δορυφόρος τοποθετηθεί σε κάποιο σημείο ευσταθούς ισορροπίας με μικρή ταχύτητα, τότε το σώμα θα έχει την τάση να επιστρέφει, σε κάθε περίπτωση, στο σημείο ευσταθούς ισορροπίας, παραμένοντας, έτσι, για πάντα στην περιοχή γύρω από αυτό.

 

Αν όμως το σημείο είναι ασταθές, τότε με την πάροδο του χρόνου ο δορυφόρος θα απομακρύνεται σταδιακά από την περιοχή ασταθούς ισορροπίας και δεν θα επιστρέψει ποτέ.

 

Θεωρούμε λοιπόν ένα σώμα (πλανήτη ή δορυφόρο) που κινείται σε κυκλική τροχιά (ή σχεδόν κυκλική) τροχιά γύρω από ένα άλλο (πλανήτη ή άστρο). Τότε υπάρχουν, ανάμεσά τους, καθορισμένα σημεία ισορροπίας, σε σχέση με την ευθεία που τα ενώνει.

 

Την ύπαρξη των σημείων αυτών είχε προβλέψει ο Γάλλος μαθηματικός και αστρονόμος Louis Lagrange, από το 1772. Συνολικά, υπάρχουν πέντε τέτοια σημεία ισορροπίας για ένα σύστημα δύο ουρανίων σωμάτων (πχ. Γη - Ήλιος ή Γη - Σελήνη).

 

Τα τρία σημεία από αυτά (L1 - L2 - L3), βρίσκονται στην ευθεία που ενώνει τα δύο ουράνια σώματα, ενώ τα υπόλοιπα δύο (L4 - L5), βρίσκονται στις κορυφές ενός ισόπλευρου τριγώνου. Σε αυτά σημεία, η συνολική δύναμη που δέχεται ένας δορυφόρος, που περιστρέφεται, από τα άλλα δύο ουράνια σώματα, είναι ίση με την κεντρομόλο δύναμη.

 

Τα σημεία L1, L2, L3 είναι ασταθή σημεία ισορροπίας. Γι' αυτό, ένας δορυφόρος που θα τοποθετηθεί σε μία από αυτές τις τρεις θέσεις, θα πρέπει ανά τακτά χρονικά διαστήματα να πυροδοτεί τους κινητήρες του, ώστε να αποτρέπει την οποιαδήποτε διαταραχή στην ταχύτητα του (που μπορεί να προέρχεται από πολλούς παράγοντες), που θα το απομακρύνει από την περιοχή του σημείου ισορροπίας.

 

Για το σύστημα Γης - Ήλιου, όμως, αν και τα τρία αυτά σημεία είναι ασταθή, ορίζεται μια σταθερή τροχιά, γύρω από αυτά.

 

Όμως τα L4, L5 αντίθετα είναι ευσταθή σημεία ισορροπίας, γι' αυτό και οποιοδήποτε σώμα βρεθεί με μηδενική ταχύτητα στην περιοχή ενός από αυτά τα σημεία, δεν θα μπορεί να διαφύγει ποτέ από εκεί. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι ομάδες των Τρωικών Αστεροειδών που βρίσκονται παγιδευμένοι στα σημεία L4, L5 του συστήματος Δία - Ηλίου που ανακαλύφθηκε το 1906.

 

Καθένα από τα L4, L5 , που αποτελούν τα σταθερά σημεία Lagrange, αποτελούν την μια κορυφή ενός ισοπλεύρου τριγώνου, που στις δύο άλλες του κορυφές, βρίσκονται τα δύο ουράνια σώματα των οποίων οι βαρυτικές δυνάμεις ισορροπούν στο σημείο L4 ή L5 .

 

 

Όμως υπάρχουν ήδη δορύφοροι που βρίσκονται στα σημεία αυτά..Ένα παράδειγμα αποτελεί ο επιστημονικός δορυφόρος της ESA, MAP, SOHO αλλά και το Genesis που τέθηκε σε μια τροχιά γύρω από το σημείο ισορροπίας Lagrange L1.

Το γεγονός πως τα σημεία Lagrange είναι σημεία ισορροπίας, σημαίνει πως στην περιοχή τους η βαρυτική δύναμη είναι σχεδόν ανύπαρκτη. Δηλαδή ένας δορυφόρος που εκκινεί το ταξίδιό του από εκεί, μπορεί με μια μικρή μεταβολή της ταχύτητας του (δηλαδή χωρίς μεγάλη κατανάλωση καυσίμων) να αλλάξει σημαντικά την τροχιά του.

 

Αλλά σου είπα ότι για να δούμε τις συνθήκες έλλειψης βαρύτητας δεν χρειάζεται να γίνει αυτό.Δήλαδη τόσοι που πήγαν στο διάστημα τι ήταν τίποτε?Να μιλάμε σοβάρα...Αυτό που λές είναι άτοπο αφού με τον διαστημικό σταθμό δημιουργούνται συνθήκες ελλείψης βαρύτητας. Άρα αυτό που λές δεν βγάζει νοήμα..