Wat zijn Lagrangepunten nou precies?

Missies zoals Planck en Herschel draaien geen rondjes om de Aarde, zoals ‘gewone’ satellieten, maar ze bevinden zich vlakbij een zogenaamd Lagrangepunt. Lagrangepunt 2 in hun geval, afgekort tot L2. Ik had het er van de week ook al op Twitter over en duidelijk is dat het even goed uitgelegd moet worden (voor zover ik het zelf snap). De Aarde draait om de Zon, zoals jullie vermoedelijk wel weten, en in dat Aarde-Zonsysteem worden vijf Lagrangepunten onderscheiden (zie de figuur hiernaast). Dat is niet enkel voorbehouden aan Aarde en Zon, ieder tweelichamensysteem dat draait rond een gemeenschappelijk zwaartepunt heeft vijf van die punten, waarvan er drie liggen op de verbindingslijn tussen de twee hemellichamen. Lagrangepunten zijn een bepaalde vorm van baanresonantie. Door de zwaartekrachtswerking van de twee lichamen (Zon en Aarde in dit geval) kan in een Lagrangepunt een klein object, zoals een satelliet zonder eigen aandrijving een vaste relatieve positie behouden ten opzichte van de twee lichamen. Het was de Franse wiskundige Louis Lagrange die dit in 1772 ontdekte. Voor ruimteschepen zijn vooral L1 en L2 van belang. L1 ligt 1,5 miljoen km vanaf de Aarde, richting de Zon. L2 ligt ook 1,5 miljoen km van de Aarde, maar dan de andere kant uit. In de animaties op deze ESA-site zie je L1 en L2 in beweging. In L1 bevindt zich de SOHO, het Solar and Heliospheric Observatory, dat vanaf dat punt perfect de Zon kan bestuderen. Planck en Herschel – die beiden in één keer werden gelanceerd op 14 mei j.l. – draaien rondjes om L2 heen. In theorie zouden ze zich exact in L2 kunnen bevinden, maar dán liggen ze in de schaduwkegel van de Aarde en krijgen hun zonnepanelen geen zonlicht. De voorganger van Planck, de WMAP, bevindt zich ook bij L2 en de opvolger van de Hubble Ruimtetelescoop, de James Webbtelescoop, zal ook die kant uit worden gedirigeerd. Hét voordeel van L2 is dat de ruimtevaartuigen geen last hebben van storing van electromagnetische straling van de Aarde, maar dat ze daar wel in de buurt van blijven.

Trojanen

Bijzonder geval van hemellichamen bij een Lagrangepunt zijn de zogenaamde Trojanen. Dat zijn planetoïden die zich in de Lagrangepunten L4 en L5 van de baan van een planeet bevinden en op 60° boogafstand met de planeet mee bewegen. Verreweg de meeste Trojanen bevinden zich in de Lagrangepunten van de planeet Jupiter. In de figuur hiernaast zie je de nu bekende Trojanen van Jupiter in het groen. Op 21 december 2008 waren er 2.900 van dergelijke Jupiter-Trojanen bekend: 1.622 ‘Trojanen’ in het L4 punt en 1.278 ‘Grieken’ in het L5 punt. Jupiter heeft de meeste Trojanen, maar Neptunus en Mars kennen er ook een paar. Bron: Wikipedia + ESA.