Point de Lagrange

Les points de Lagrange sont des positions stables à proximité de grands corps en orbite. Ils se produisent par exemple lorsque deux grands objets sont en orbite. On en trouve des exemples dans les orbites de la Terre et du Soleil, ou de la Lune et de la Terre.

Les points sont cinq endroits où un petit objet (tel qu'un satellite artificiel) peut se mettre en orbite. À ces points, les forces gravitationnelles des deux grands corps et les forces dues au mouvement s'équilibrent. Ainsi, à ces endroits, un petit objet reste plus ou moins dans une position stable. Les nuages de poussière, les astéroïdes et les satellites artificiels se trouvent à ces endroits.

Cet effet porte le nom du mathématicien Joseph-Louis Lagrange, qui a écrit un article à ce sujet en 1772 (bien avant que nous mettions les satellites en orbite).

Les cinq lieux sont appelés L1, L2, L3, L4 et L5. Les trois premiers (L1, L2, L3) sont appelés métastables car si un satellite se déplace un peu, il s'éloigne de ce point et ne revient pas sans utiliser de carburant. L4 et L5 sont considérés comme stables : si un satellite se déplace un peu, il sera remis en place par la gravité et les forces centripètes, et oscillera autour du point de Lagrange.

La NASA a inséré des satellites dans deux points de Lagrange du système Soleil-Terre. Le point L1 (entre la Terre et le soleil) est utilisé par les satellites qui observent le soleil, pour rechercher les éruptions solaires. Le point L2 (au-delà de la Terre) est utilisé pour les télescopes spatiaux. C'est là que le télescope spatial James Webb se rendra lorsqu'il sera lancé. Il se trouve à un million de miles (1,6 million de kilomètres) de la Terre.

Comme L4 et L5 sont stables, elles ont attiré des nuages de poussière et au moins un astéroïde (pour le système Terre-Soleil - les plus grandes planètes ont plus d'astéroïdes dans leurs points L4 et L5). Ces astéroïdes sont appelés astéroïdes de Troie.

Points de lagrange, pour 2 objetsZoom
Points de lagrange, pour 2 objets

Points lagrangiens avec puits gravitationnelsZoom
Points lagrangiens avec puits gravitationnels

Questions et réponses

Q : Que sont les points de Lagrange ?


R : Les points de Lagrange sont des points stables près de grands corps en orbite. Lorsque deux grands corps sont en orbite l'un autour de l'autre, il existe des endroits où un troisième corps peut s'installer, permettant aux forces gravitationnelles et cinétiques des deux grands corps de s'équilibrer, ce qui permet au petit corps de rester plus ou moins stable.

Q : Qui a découvert le point de Lagrange ?


R : Ce phénomène doit son nom au mathématicien Joseph-Louis Lagrange, qui a écrit un article à ce sujet en 1772 (bien avant la mise en orbite des satellites).

Q : Combien de points de Lagrange y a-t-il ?


R : Il y a cinq points, appelés L1, L2, L3, L4 et L5.

Q : Tous les points de Lagrange sont-ils stables ?


R : Les trois premiers (L1, L2, L3) sont appelés métastables parce que si le satellite s'écarte légèrement de sa position, il tombera de ce point et ne reviendra pas sans utiliser de carburant. En revanche, L4 et L5 sont considérés comme stables - si le satellite se dérègle légèrement, la gravité et la force centrifuge le remettront en place.

Q : Quel type d'orbites les satellites utilisent-ils à ces positions ?


R : À ces endroits, les satellites peuvent utiliser des orbites de halo pour observer le Soleil à la recherche d'éruptions solaires, ou ils peuvent être utilisés pour des télescopes spatiaux tels que le télescope spatial James Webb, qui sera lancé le 25 décembre 2021 et sera situé à environ un million de miles (environ 1,5 million de kilomètres) de la Terre.

Q. Quels objets sont naturellement présents dans ces lieux ?


R : Comme L4 et L5 sont stables, elles ont attiré des nuages de poussière et des astéroïdes appelés astéroïdes troyens, qui peuplent plus souvent les grandes planètes que les petites, comme le système Terre-Soleil, qui a attiré peu d'astéroïdes.

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