|
最近，一则有关嫦娥二号月球探测器的新闻吸引了大众的目光，嫦娥二号在完成月球探测以后，离开月球轨道，前往距离地球150万公里的深空，进行深空探测测试。嫦娥2号要前往的这个点的名称：“拉格朗日点”也频繁在媒体上出现，引起了公众的兴趣，那么什么是拉格朗日点？为什么嫦娥2号要前往拉格朗日点呢？这就要从三体问题说起了。
三体问题由来已久，自从牛顿提出万有引力定律以来，人们不断地将其运用于计算太阳系中天体的位置。但是牛顿万有引力定律描述的是两个天体之间的关系，在宇宙中只有两个天体的情况下，用牛顿理论可以很容易地得到天体的运行轨道是圆锥曲线，即圆、椭圆、抛物线或双曲线中的一种，但是有第三个天体存在的话，情况就完全不同了，这三个天体之间的作用力关系就非常复杂以至于难以求解。而天体更多时，问题就更加复杂了。
既然三体问题难以解决，人们就开始尝试求解一些经过简化的三体问题，即所谓的限制性三体问题。法国数学家拉格朗日在这个问题上做出了突破性的贡献，他研究的是所谓的椭圆轨道限制性三体问题。即研究两个天体（比如太阳和木星）相互绕转，第三个天体的质量无限小，也就是说它的引力不会影响到另外两个天体的情况下，且天体的轨道均为椭圆时，对三体问题进行求解。 
拉格朗日总共求出了五个解，现在一般称为L1-L5这五个拉格朗日点，其中，L1-L3都位于两个大天体的连线或延长线上。而L4和L5则分别位于较小天体绕较大天体运行的轨道上，且和两天体组成等边三角形。不过，L1-L3都是不稳定的，也就是说，如果天体受到外界扰动而偏离了这个位置，就不会再回到这个位置，而是日渐远离。
嫦娥2号要飞往的，就是地球-太阳系统的L2位置，当然，嫦娥2号在这里并不能保持稳定。因此实际上嫦娥2号是在绕L2运动，以此来保持自己轨道的稳定性。对地球上的深空监测工作来说，嫦娥2号处在拉格朗日点也有其好处，因为从此嫦娥2号将永远处在背对太阳的方向，很有利于进行深空探测。
至于拉格朗日点中的L4和L5，在太阳系中即有实例，那就是特洛伊（脱罗央）群小行星，这些小行星分成两组，分别在木星-太阳系统的L4和L5上，和木星、太阳恰好组成了两个等边三角形。自然界真的是让人惊叹！。
至于L3和L1，在科幻小说里就更常出现了。在过去的一些科幻小说里，就曾经设想过在太阳背后的太阳-地球系统的L1上存在着“反地球”。而在凡尔纳的小说《环绕月球》里，飞船就是从L2返回到地球的。
|
