Vad är en Lagrangepunkt egentligen?

Läsaren av denna blogg har kanske uppmärksammat att termen "Lagrangepunkt" förekommer lite då och då vid beskrivning av rymdsonders position. Jag nämnde detta senast igår när jag skrev om rymdsondsplaner för de närmaste åren. Ett par av de rymdteleskop som ska sändas upp ska placeras vid solen-jordens Lagrangepunkt 2. Vad är detta för en punkt?

Lagrangepunkter är positioner mellan två himlakroppar där det råder balans vad gäller gravitationell påverkan på ett objekt, t.ex en rymdsond eller ett rymdteleskop. Den ena av de två himlakropparna påverkar inte detta objekt mer än den andra. 

Det finns fem Lagrangepunkter (L1-L5) mellan två himlakroppar. Bilden nedan illustrerar deras placering.

(Bildkälla: Wikipedia)

L1 är mellan de två himlakropparna och närmare den himlakropp som har den svagare gravitationskraften.
L2 är på motsatt sida den himlakropp som har den svagare gravitationskraften.
L3 är på motsatt sida L1 i förhållande till den himlakropp som har den starkare gravitationskraften.
L4-L5 ligger som "tredje hörnet" i en triangel där de två himlakropparna bildar hörn 1 och 2. Kring dessa två punkter tenderar en del asteroider m.m att "fastna".

Det råder alltså balans vad gäller gravitationell påverkan i dessa punkter. Det är därmed en bra plats att placera en sond på. Denna balans eller stabilitet innebär dock inte att sonden står stilla på en och samma plats. Det är inte heller så att en rymdsonds kurs inte behöver justeras om man placerar den vid en Lagrangepunkt. Lite små kursjusteringar behöver ske för att bibehålla positionen. Om man tar jorden och månen som exempel så kretsar ju månen kring jorden. Den rör sig med hög fart och det gör också Lagrangepunkterna. De följer helt enkelt med i detta kretslopp.

Jorden - månen har fem Lagrangepunkter liksom solen - jorden. Det är som sagt populärt att placera rymdsonder och rymdteleskop vid dessa Lagrangepunkter och då gärna vid solen-jordens Lagrangepunkt 1 respektive 2. Här ligger idag ett stort antal rymdsonder och rymdteleskop, bl a

• rymdsonden SOHO (L1)
• rymdsonden WMAP (L2)
• rymdteleskopet Herschel (L2)
• rymdteleskopet Planck (L2)

Dessutom har ytterligare några rymdsonder varit placerade vid dessa punkter. Den kinesiska rymdsonden Chang'e 2 lämnade solen-jordens L2-punkt i april för sin färd mot asteroiden 4179 Toutatis (som den för övrigt når fram till om två dagar). Även GRAIL-sonderna Ebb och Flow var placerade vid en Lagrangepunkt, L1, innan de gick in i omloppsbana runt månen. Artemis-rymdsonderna kretsar kring jorden-månens L1 och L2-punkter.

Ytterligare ett antal rymdsonder och rymdteleskop ska placeras vid solen-jordens Lagrangepunkter, bl a Gaia (L2), James Webb-teleskopet (L2) och ESA:s Euclid-rymdsond (L2). Det bör kanske påpekas att en "punkt" är lite mer än just en punkt. Det är inte så att alla dessa rymdsonder och teleskop knuffar på varandra på ett och samma ställe utan de är på tryggt avstånd från varandra.