Was sind Lagrange-Punkte?
Wenn zwei massive Himmelskörper einander umkreisen, existieren fünf spezielle Positionen in ihrem Gravitationsfeld, an denen die Anziehungskräfte im Gleichgewicht sind. Diese sogenannten Lagrange-Punkte – wahre Gravitations-Sweetspots – ermöglichen es einem kleineren Objekt, stabil zu verharren. Im Erdsol-System kann ein Satellit oder Asteroid die Sonne umrunden, während er eine feste Position relativ zur Erde und Sonne einnimmt und an diesen Punkten quasi "schwebt".
Beim Erdsol- oder Jupitersol-System geht es um die Interaktion zweier Körper, bei der einer den anderen umkreist – inklusive ihrer zugehörigen Lagrange-Punkte.
Von den fünf Punkten L1 bis L5 sind L4 und L5 stabil: Ein kleines Objekt, das hier gestört wird, kehrt durch eine effektive Rückstellkraft zurück. An den instabilen Punkten L1, L2 oder L3 driftet es jedoch in den interplanetaren Raum ab.
Der französische Mathematiker und Astronom Joseph-Louis Lagrange theoretisierte diese Punkte erstmals 1772. 1906 wurden im Jupitersol-System die ersten Trojanischen Asteroiden an L4 und L5 entdeckt – 134 Jahre später.
Wie viele Lagrange-Punkte gibt es im Sonnensystem?
Die fünf Lagrange-Punkte finden sich an denselben relativen Positionen um alle massereichen Paare im Sonnensystem, wo ein Körper einen schwereren umkreist: Erdsol, Mars-Sonne, Jupiter-Sonne usw. Sie existieren auch bei Planeten und Monden wie Erde-Mond, Mars-Phobos, Jupiter-Io oder Saturn-Titan. Nicht jedoch bei gleichrangigen Planeten wie Erde-Mars, da keiner den anderen umkreist.
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Wo liegen die fünf Lagrange-Punkte?
Lagrange-Punkt L1, instabil
L1 liegt zwischen Erde und Sonne, etwa 1,5 Millionen km von der Erde entfernt – ideal für einen ungehinderten Blick auf die Sonne.
Lagrange-Punkt L2, instabil
L2 ist ebenfalls 1,5 Millionen km entfernt, jedoch auf der sonnenabgewandten Seite der Erde – perfekt zur Erforschung des Tiefen Raums.
Lagrange-Punkt L3, instabil
L3 befindet sich hinter der Sonne, am weitesten von der Erde entfernt.
Lagrange-Punkt L4, stabil
L4 liegt 60° voraus der Erde (erdgeführt), wo die Erde in zwei Monaten sein wird.
Lagrange-Punkt L5, stabil
L5 ist 60° hinter der Erde (erdnachlaufend), dort, wo die Erde vor zwei Monaten war.
Warum steht das James-Webb-Weltraumteleskop am L2?
Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) erreichte am 24. Januar 2022 seinen Zielort L2, nach dem Start am 25. Dezember 2021. Hier umkreist es die Sonne in einer stabilen Halo-Bahn, 1,5 Millionen km sonnenabgewandt von der Erde, für Jahrzehnte.
An L2 genießt JWST freie Sicht ins All. Die Sonnenblende schützt vor Sonne, Erde und Mond, hält Instrumente kühl und verhindert Störungen. Die konstante Kälte minimiert Temperaturschwankungen für präzise Messungen.
Da L2 instabil ist, führt JWST alle drei Wochen Kurskorrekturen durch. Es bleibt, solange Treibstoff reicht.
L2 ist bewährt: Die NASA-Missionen WMAP und Plancks ESA-Sonde operierten hier bis 2010 bzw. 2013. SOHO kreist seit 1995 in einer Halo-Bahn um L1 und hat über 4.000 Kometen entdeckt.
Gibt es etwas am L3-Lagrange-Punkt?
L3 im Erdsol-System bleibt von der Erde aus hinter der Sonne verborgen. Keine bekannten Objekte. Science-Fiction-Mythen von einem "Planet X" scheitern an der Instabilität von L3. Dennoch: Ein Expertenpapier von Neil J. Cornish schlägt vor, L3 wäre ideal, um Invasionsflotten temporär zu verstecken...