Gli appassionati di astronomia e di viaggi spaziali sentono parlare di frequente del punto di Lagrange L2. Il telescopio spaziale James Webb, per esempio, ha raggiunto l’orbita intorno al punto di Lagrange L2 per ottenere una visuale privilegiata sull’Universo. Ora vi spiegheremo che cos’è questo punto e dove si trova.
L’importanza del punto di Lagrange L2
Ci troviamo più o meno a un milione e mezzo di chilometri dalla Terra, in orbita intorno a un punto teorico dello Spazio che gli scienziati chiamano L2. I punti di Lagrange sono chiamati così in onore del matematico Joseph-Louis de Lagrange, che nel 1772 ne calcolò la posizione, sono punti di oscillazione. Sono in pratica coordinate precise nello Spazio in cui due corpi dotati di grande massa possono offrire una posizione stabile a un terzo corpo dalla massa minore. Questa stabilità è possibile tramite l’interazione delle forze gravitazionale dei due corpi più massicci.
Quindi, in un qualsiasi sistema planetario, un piccolo oggetto, come per esempio un satellite, un telescopio o un asteroide, può raggiungere un punto di Lagrange se entra nella stessa orbita di un pianeta (M2) e si mantiene a distanza costante, cioè in equilibrio, dal corpo celeste maggiore (M1) e da quello minore (M2): per esempio la stella e il pianeta con cui condivide l’orbita. Per rendere possibile questa stabilità il valore delle accelerazioni gravitazionali che agiscono sull’oggetto deve essere uguale all’accelerazione centripeta necessaria a mantenere in orbita l’oggetto a quella particolare distanza dal corpo celeste più grande, con la stessa velocità angolare del corpo celeste più piccolo.
Il primo e il secondo punto
Il punto L1 si trova fra i due corpi, precisamente lungo la retta che passa per M1 e M2, laddove l’attrazione gravitazionale di M2 cancella parzialmente l’attrazione impressa da M1. Il punto di Lagrange L2, invece, è sempre sulla stessa retta ma oltre il corpo più piccolo (M2). Qui la forza gravitazionale combinata dei due corpi uguaglia la forza centrifuga.
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Attenzione: se trascuriamo l’attrazione gravitazionale di M2, un corpo con un raggio orbitale maggiore di quello di M2 subirà una forza di gravità minore (dovuta a M1) rispetto a quella subita dal secondo corpo, e perciò avrà un periodo maggiore. Tuttavia, se consideriamo il campo generato da M2, la forza centripeta aumenterà e farà diminuire il periodo. In pratica, L2 giace nel punto in cui il periodo orbitale del corpo là posizionato pareggia il periodo di M2. Vi siete persi? Ok… diciamo che il punto L2 si trova oltre la Terra, in direzione di Marte.
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L’astronomia ci dice che il punto Lagrange L2 del sistema Sole-Terra è un’ottima prospettiva per l’osservazione dello Spazio. Per quale motivo? Perché qui si gode della massima stabilità dell’illuminazione solare. Il calore facilita la gestione termica della strumentazione e la luce aiuta la messa a fuoco degli obiettivi verso lo Spazio profondo. Ecco perché il James Webb ha raggiunto quel punto, dove si sono già fermati il Planck Surveyor, la Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, l’Herschel Space Observatory e la sonda GAIA.
