نقاط لاگرانژی چه هستند و چه اهمیتی دارند؟

تروجان‌ها به این دلیل شکل می‌گیرند که سیارات، به‌ویژه مشتری، به‌طور دقیق به دور مرکز خورشید نمی‌چرخند، بلکه به دور چیزی به نام «مرکز سنگینی سراسری» می‌گردند؛ یعنی نقطه‌ای که مرکز جرم مشترک دو جسم است.

برای سیارات کوچک‌تر، مرکز سنگینی سراسری داخل خورشید و نزدیک به هستهٔ آن قرار دارد. اما مرکز سنگینی سراسری سامانه خورشید–مشتری کمی بیرون از خورشید است و همین موضوع تیترهای جالبی مثل «مشتری به دور خورشید نمی‌چرخد» را به دنبال داشته است. سنگ‌ها و سیارک‌های کوچک می‌توانند در نقاط پایدار L4 و L5 به دور مرکز سنگینی سراسری سیستم سیاره-خورشید بچرخند.

بین زمین و خورشید، نقطه‌ای وجود دارد که در آن گرانش این دو به‌گونه‌ای ترکیب می‌شود که اجسام موجود در آن کندتر از حالت عادی حرکت می‌کنند. اما در این نقطه خاص بین زمین و خورشید، به دلیل تعادل گرانش زمین و خورشید، جسم می‌تواند با سرعت کندتر از معمول حرکت کند و باز هم یک سال طول می‌کشد تا یک دور کامل به دور خورشید بچرخد، بنابراین، این جسم از زمین جلو نمی‌زند.

این نقطه با نام L1 شناخته می‌شود و به دلیل اینکه گرانش خورشید بسیار قوی‌تر از زمین است، تقریباً در یک درصد مسیر بین زمین و خورشید قرار دارد، یعنی حدود ۱٫۵ میلیون کیلومتر از مرکز زمین فاصله دارد.

هیچ سیارکی در L1 وجود ندارد؛ زیرا نقطه‌ی لاگرانژی پایداری نیست. اجسامی که کمی از این نقطه فاصله بگیرند، به‌تدریج و سپس با سرعت بیشتر از آن دور می‌شوند؛ زیرا نیروهای گرانشی دیگر همدیگر را خنثی نمی‌کنند و جسم به جای بازگشت به نقطه پایدار، از آن دور می‌شود.

گرچه، فضاپیماهایی که در نزدیکی L1 قرار می‌گیرند، تنها نیاز به اصلاحات جزئی و گهگاهی دارند و با مقدار کمی سوخت می‌توانند دوباره در موقعیت قرار بگیرند. این موضوع در مقایسه با تقریباً هر جای دیگر در فضا مزیتی بزرگ است و L1 را به مکانی مطلوب برای مطالعه خورشید تبدیل کرده است؛ جایی که فضاپیما همچنان آن‌قدر به زمین نزدیک می‌ماند که داده‌ها را به‌طور مداوم ارسال کند. هم‌اکنون پنج ابزار علمی در نزدیکی L1 فعال‌ هستند و ناسا قصد دارد امسال سه ابزار دیگر به آنجا بفرستد.

برخی افراد که به‌دنبال راه‌حل سریع برای بحران اقلیمی هستند، پیشنهاد داده‌اند که می‌توان در L1 سپرهای نازک یا ابرهای غبار قرار داد تا جلوی بخشی از نور خورشید را گرفت و اثرات گرمایش ناشی از گازهای گلخانه‌ای را جبران کرد. عملی بودن این ایده بسیار مورد تردید است، اما نسخه‌های مختلف آن هر چند وقت یک‌بار مطرح می‌شوند.