Você ouve falar, freqüentemente, dos Pontos de Lagrange, mas você sabe o que são? São locais no espaço onde as forças gravitacionais e o movimento orbital dão equilíbrio de um corpo em relação ao outro, onde um terceiro objeto, de baixa massa, como uma astronave, mantém sua posição com muito pouco consumo de combustível. Há cinco pontos de Lagrange no sistema Terra-Sol. Foram descobertos pelo matemático francês Louis Lagrange em 1772, nos estudos gravitacionais dele de como um terceiro corpo pequeno orbitará ao redor dos dois grandes.
As leis de Kepler requerem que quanto mais próximo do Sol um planeta está, mais rápido se moverá. Qualquer astronave que passar em volta do Sol em uma órbita menor que a Terra se mudará para a nova posição e não manterá uma estação fixa em relação à Terra. Porém, há uma falha. Se a astronave é colocada entre o Sol e Terra, a gravidade da Terra puxa na direção oposta e cancela os puxões do Sol. Com um mais fraco puxão do Sol, a astronave precisa de menos velocidade para manter sua órbita.
Se a distância é certa um centésimo da distância até o Sol. A astronave, também, manterá sua posição entre o Sol e a Terra e precisará de um ano para girar em volta do Sol. L1 é uma posição muito boa para monitorar o Sol. O vento solar alcança este ponto aproximadamente uma hora antes de chegar à Terra. Em 1978, o International Sun-Earth Explorer-3 (ISEE-3) foi lançado para L1 onde realizou tais observações durante vários anos. Agora o cão de guarda solar SOHO da ESA/NASA está posicionado lá
Tal astronave tem de ter seus próprios motores de foguetes porque a posição é instável: se uma astronave deslizar de L1, lentamente desgarrará para fora e algumas ações de correções serão necessárias. Na realidade, a posição preferida é uma distância ao lado de L1, porque se a astronave estiver na linha Sol-Terra, as antenas que a localizam da Terra também são apontadas ao Sol, uma fonte de interferência de ondas de rádio. São necessárias correções regularmente.
Outro ponto útil é L2 que fica no lado “noite” da Terra, oposto ao do Sol mas, na mesma distância da Terra que L1. O ponto L2 é um grande lugar para observar o Universo. Serão muitos os observatórios baseados no espaço a chegar a L2 nos próximos anos. Uma astronave colocada mais distante do Sol deve orbitar mais lentamente que a Terra, mas o puxão extra da Terra se soma ao do Sol e isto permite à astronave mover mais rapidamente e manter o ritmo da Terra. A um certo ponto, o período orbital da astronave iguala ao da Terra. Este é L2. Está localizado a 1,5 milhões de km diretamente atrás da Terra visto do Sol. Está, aproximadamente, a quatro vezes mais distante da Terra que a Lua.
Uma espaçonave não teria de fazer órbitas constantes na Terra que resultaria em passar dentro e fora da sombra da Terra e fazendo isto aquecer e esfriar, torcendo sua visão. Livre desta restrição e longe do calor irradiado pela Terra, L2 fornece um ponto de vista muito mais estável. A estação espacial espanhola (ESA) tem várias missões que farão uso deste local nos anos próximos. L2 se tornará casa da ESA, para as missões Herschel, Planck, Gaia e o James Webb Space Telescope.
O ponto L3 fica em uma linha definida pelo Sol e pela Terra, mas além da posição do Sol. No lado oposto do Sol, fora da órbita da Terra, a combinação da gravidade do Sol e da Terra causaria o período orbital de uma espaçonave igualar-se à da Terra. Como esta posição de Lagrange fica apontada atrás do Sol, qualquer objeto que esteja lá não será visto da Terra. Os pontos L4 e L5 ficam a 60 graus à frente e atrás da Terra em sua órbita visto do Sol. Ao contrário os outros pontos de Lagrange, L4 e L5 são resistentes a perturbações gravitacionais. Por causa desta estabilidade, os objetos tendem a se acumular nestes pontos, como pó, assim como objetos do tipo asteróide.
Uma astronave em L1, L2 ou L3 é \’meio-estável\’, como uma bola que esteja sobre uma colina. Um pequeno empurrão ou puxão e começa a mudança para fora. Uma astronave em um destes pontos tem de usar os foguetes com freqüência se pretende permanecer no mesmo lugar. As órbitas ao redor estes pontos são chamados órbitas de halo. Mas, em L4 ou L5, uma astronave está verdadeiramente estável, como uma bola em uma tigela: quando suavemente empurrada, os pontos de Lagrange flutuam sem a necessidade do uso freqüente dos foguetes. O Sol puxa qualquer objeto a órbita dos Pontos de Lagrange L4 e L5 num ciclo de 89 dias. Estas posições foram estudadas como possíveis locais para plataformas espaciais artificiais no futuro distante.
