Die Lagrange-Punkte

Die Lagrange-Punkte sind Fünf Punkte in einem Zweikörpersystem, an denen sich aber die Umlaufszeiten eines Objekts, welches sich in den Punkten befindet, an das Objekt anpasst, welches das größere Objekt umrundet. Sie wurden korrekt von Leonhard Euler und Joseph-Louis Lagrange analysiert. Zum Beispiel die Sonne wird von der Erde umrundet und jetzt haben wir in einen der Punkte einen Satellit. Deshalb sind sie für die Raumfahrt wichtig. So kann ein Raumschiff auf dem L2 die ganze Zeit im Erdschatten liegen. Das nutzen Weltraumorganisationen aus, um dort z.B. lichtempfindliche Teleskope zu postieren. Allerdings darf die Masse des dritten Objekts, welches sich in einem der Lagrangepunkte befindet, vernachlässigbar sein, denn sonst könnte es das ganze System stürzen.
Dort wo das Zweikörpersystem gravitativ aufgehoben wird, sind im Grunde die fünf Punkte.

Sie werden, so fantasielos die Astrophysiker auch sind, durchnummeriert. Von L1 bis L5.
L1 und L2 sind die Punkte zwischen den beiden Körpern (L1). Dort hebt sich die Gravitation auf. L2 ist auf der gegenüberliegenden Seite, dort wo die Gravitation des kleineren Objekts quadratisch so weit abgenommen hat, bis der Einfluss von dem größeren Objekt gleich dem kleineren ist. Der L1 und L2 sind im Fall Sonne – Erde etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, wobei der L2 etwas weiter von der Erde weg ist, als L1.
Der L3 befindet sich aus der Sicht von dem kleineren Objekt auf der gegenüberliegenden Seite zum großen Objekt. Allerdings liegt er etwas weiter von der Sonne weg, wie die Bahn des kleineren Objekts. Dort bewirken kombinierte Anziehungskräfte von beiden Objekten wieder einen Umlaufdauer, welche identisch ist, mit der von dem kleineren Objekt um den größeren Objekt.
Die drei Punkte sind allerdings instabil, denn wenn man auf dem L1 z.B. vor oder zurück geht, wirst du entweder stärker von dem größeren Objekt oder vom kleineren Objekt angezogen. Doch kannst du aber etwas zur Seite rücken, doch dann wirst du wieder durch die Corioliskraft zurückgezogen. Gern wird in Science-Fiction-Büchern am L3 über eine Gegenerde geredet, aber das System wäre instabil, da eine Gegenerde soviel Masse bedeuten würde, dass sie in der Umlaufbahn der Erde liegen müsste, aber dort wird sie durch anders gelagerte Anziehungskräfte aus der Bahn geworfen.

Die Lagrange-Punkte L4 und L5 hingegen, liegen auf der Bahn des kleineren Objekts, doch um 60° zum kleinen Objekt verschoben. Ein Beispiel sind die Trojaner-Satelliten, die besonders häufig sich in den L4 und L5 tummeln, denn die Punkte sind stabil. Würde ein Objekt etwas außerhalb, würde das Objekt nierenförmig die Lagrange-Punkte umkreisen. Deshalb sind es die einzigen Lagrange-Punkte, die auch von natürlichen Objekten regelrecht angeschwemmt werden können, man kann sich durchaus den L4 und den L5 als Inseln vorstellen. Da es sehr schwierig ist, sich das im Kopf vorzustellen, habe ich dann auch noch eine Skizze von den Punkten beigefügt.

Von Wikipedia

L1 wird in der Raumfahrt gerne für Sonnenbeobachtungen benutzt, wie erstmals das ISEE-3, der erste künstliche Satellit in einem Lagrange-Punkt. Seit 1995 auch die Sonnenbeobachtungssonde SOHO. Das L2 wird für Teleskope, oder lichtempfindliche Sensoren benutzt. Das Infrarotteleskop Herschel (seit 2009), Planck (bis 2013) und WMAP (bis 2010( für die Hintergrundstrahlung – und jetzt auch erst das Röntgenteleskop eROSITA (seit 13.07). Ebenfalls das JWST (James-Webb-Weltraumteleskop) ist für das L2 geplant (2021).

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Quellen u.a. :

https://de.wikipedia.org/wiki/Lagrange-Punkte
https://www.youtube.com/watch?v=HJ990uaOPu8

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