前不久,價值100億美元的“韋伯”空間望遠鏡經過1個月的飛行,抵達150萬公里之外的拉格朗日L2點,並已將焦點對準一顆編號為HD 84406的類太陽恆星,進行復雜的校準工作,預計今年夏天就可以傳回第一張照片。不過,很多人在關心“韋伯”的同時,還非常好奇它為什麼要去那麼遠的L2點,我國航天器是否有能力飛那麼遠?
我們先回答第二個問題,實際上,我國嫦娥二號在完成探測月球的任務之後,利用剩餘燃料,就曾在2011年8月25日飛抵拉格朗日L2點,並進行了數天的環繞飛行,對太陽實施探測,同時進行深空測控技術的試驗。我國由此也成為世界上繼歐空局和美國之後,第三個造訪L2點的國家和組織。
當然,隨後嫦娥二號還飛得更遠,近距離探測了4179號“圖塔蒂斯”小行星,現在距離地球都數億公里了,成為我國第一個飛入星際空間得探測器,據說它在2029年還會再次回到地球附近。
而除了順路到L2點的嫦娥二號,我國於2018年5月20日發射“鵲橋”號中繼衛星,也在當年6月14日飛抵拉格朗日L2點,並在那裡執行快4年了。當然,“鵲橋”號所在的拉格朗日L2點,並非“韋伯”和“嫦娥二號”所在的地日拉格朗日L2點,而是地月拉格朗日L2點。
說到這裡,我們就必須普及一下拉格朗日點的知識了,它實際上上兩顆星球的引力平衡點,地球和太陽之間有,同樣,地球和月球之間也有,而且還不止一個。地球和太陽之間的地日拉格朗日點共有5個,分別為L1、L2、L3、L4、L5。L1點在地球和月球中間,L點在地球背向太陽的一側,L3點在太陽背對地球的一側,L4和L5點則在地球和太陽的兩側。同樣,地月之間也有5個拉格朗日點。
兩個天地之間的引力平衡點,航天器如果飛到這裡,維持軌道所需的燃料就會非常少,也就意味著壽命大大增長,所以各國才會對拉格朗日點如此趨之若鶩。不過,在5個拉格朗日點中,只有2個的軌道比較穩定,具有實際利用價值,L2點就是其中一個。
另外,L2點除了引力平衡之外,還有許多獨特的價值,比如地日拉格朗日L2在地球背對太陽的一側,可以由地球擋住太陽的照射,形成一個溫度較低、紅外干擾較少的相對純淨空間,有利於我們觀察太陽系之外的宇宙,所以紅外線空間望遠鏡“韋伯”就被佈置在這裡,並帶著5層遮陽板,以儘可能排除太陽發出的紅外輻射干擾。
至於“鵲橋”中繼衛星所在的地月拉格朗日L2點,它可以接收來自月球兩極,甚至是背面的電磁訊號,對我們在月球背面執行的“嫦娥四號”著陸器和“玉兔二號”月球車至關重要,所以這個點,也成為各航天大國搶佔的目標。
實際上,地日L4和L5也具有類似的作用,它可以在“日凌”期間,即太陽正好完全擋在地球和火星中間的時候,接收來自火星的電磁訊號,並將它發回地球,所以對我們的火星探測至關重要,未來一旦在這兩個拉格朗日點部署中繼衛星,所謂的“日凌”期間地球和火星車通訊中斷的情況就將不復存在了。不過,L4和L5點不一樣,它不太穩定,所以目前利用起來尚有困難。
地日和地月拉格朗日點,是太陽和月球賦予人類的寶貴財富,未來也將成為各國搶佔的制高點,甚至可能會有空間站被部署到這裡,所以十分重要,而我國目前已有足夠的能力,在拉格朗日點上大有作為。