拉扯出的奇異之點——拉氏點（2）告訴你嫦娥4號有多牛逼
眾所周知，受到地球的潮汐鎖定，月球始終只有一面對著地球。關於神秘的月球背面，有無數的猜測和傳說，甚至有人幻想月球背面有外星人的神秘基地。
直到1959年，蘇聯發射的月球3號才拍攝到了第一張月球背面的照片。美國的遊俠4號在1962年在月球背面硬著陸，但沒有傳回任何信息。後來的阿波羅計劃中，美國人6次登月，卻都在月球正面著陸。地質學家施密特參與了阿波羅17號登月任務，他曾極力遊說，希望這次任務的登陸地點位於月球背面，NASA的管理人員以風險和資金為由拒絕了他的提議。誰能想到，阿波羅17號竟然成為登月壯舉的絕唱，施密特也因此成為最後一個登陸月球的人，未能抵達月背，讓他遺憾終身。
登陸月球背面為什麼這麼難呢？
很簡單，信號傳不回來啊。我們現在用的信號都是電磁波，光就是一種電磁波，小學生都知道，光線沿直線傳播。人類現在的生存範圍還很有限，局促在地球上，因此月球背面就如同一個盲區，探測器到了那裡無法直接與地球通訊，當然就不能直接將月背影像直接傳輸回來咯，地面的控制室也難以給登月艙實施下達命令。
開個玩笑，如果登月勇士真的撞見了外星人，地面上不光一點辦法都沒有，甚至根本不知道發生了什麼。
面對這重重困難，我們中國人竟然做到了。2019年1月3日，嫦娥4號登陸月背，這是第一個在月球背面軟著陸的人造探測器。
她是怎麼做到的？
其實，壯志未酬的施密特當時就向NASA提出，在地月L2點放置一個中繼衛星，就可以起到幫助聯絡的作用。我們中國人當然想到這一點啦，早在去年5月，聯絡地球和月背的中繼衛星「鵲橋」就發射升空。這正是：「欲探月背，中繼先行！」
但是，這個L2點是什麼東東？
上一篇我們提過，在地球和月球的拉扯中，兩者之間的平衡點——L1點最容易想到，一般人很難想到在地月連線的延長線上也會存在平衡點。這是因為大家只想到了它們互相拉扯，卻忘了它倆實際上是在一邊拉扯一邊跳著華麗的圓舞曲，互相旋轉。
一般來說，一個衛星距離地球越遠，它的周期就越長。然而因為有月球的存在，月球引力不僅可以拉長內月軌道衛星周期，還可以縮小外月軌道衛星周期，在月球背面的某點，衛星周期和月球相等，這就是L2點，位於L2點的衛星和月球同步繞地球旋轉。
又有小夥伴要說話：「等等！從地球上看，L2點難道不是被月球遮住了看不見嗎？怎麼還能傳遞信號？」
其實，前面說過的L1點也好，L2點也好，都是一個隨遇平衡點，極不穩定，稍有擾動，便會偏離。如果你看過上一篇，一定記得，人類一直到1978年才發射探測器去了日地L1點。事實上，一直到1972年阿波羅計劃結束，美國人也沒有一次發射過衛星到達地月L2點，足以證明這是技術上的難點。
1968年，美國人法誇爾在自己的博士論文里將一種軌道命名為「暈輪軌道」（Halo orbit），那就是讓航天器圍繞著拉格朗日點旋轉，雖然L點不穩定，卻可以找到這樣一條較穩定的軌道，它與地月軌道平面垂直。從地球上看，在這個軌道上運行的航天器彷彿在圍繞月球運動，如同給月球增加了一圈月暈，「暈輪軌道」因此得名。
「鵲橋」選擇的正是這樣的「暈輪軌道」，它距L2點的距離超過3500公里，恰好讓地球上的人可以看到，月球背面與地面實時通信的困難得到完美的解決。
在嫦娥4號成功登陸月背後，央視播出了對中國探月工程總設計師吳偉仁的專訪視頻。據吳總設計師透露，得知中國要發射「鵲橋」中繼星並探測月背時，美國科學家希望中方延長「鵲橋」的設計壽命，並提出了多項合作請求。
這就是太空時代下拉格朗日點的戰略意義，拉格朗日「劇場」畢竟容量有限，如果眾多航天器擠到這裡，非發生太空交通事故不可。可見在未來的宇宙「棋盤」上，拉格朗日點就是兵家必爭之地！
其實，地月L2點遠遠沒有日地L2點重要。
日地L2點位於日地連線上地球外側，距地球約150萬公里，這裡恰好是日光的死角。擺脫了日光的干擾，可以盡情的觀測太陽系甚至更遠的深空，因而是空間天文台的理想處所。
2001年10月1日，美國的威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）到達L2點，成為第一個常駐這裡的人造天體。它肩負的重任是檢測宇宙在各個方向上是否均勻，L2點這個引力潮汐最平靜的地方自然是最好的選擇，經過了9年的觀測，人類對宇宙有了比較完整的認識。
2010年，WMAP功成身退，而在這之前一年，普朗克衛星早已來到這裡，拿起接力棒繼續工作起來。根據WMAP和普朗克衛星的數據，科學家們繪製了一張宇宙的全景圖，這張全景圖顯示了宇宙大爆炸後37萬年左右的餘暉，圖片表明宇宙在大尺度上極其均勻，卻仍有一些微小的「漣漪」，來自宇宙創生後10^-30秒時的微弱波動，正是這些漣漪形成了現在由星系團和暗物質組成的巨大宇宙網路。
根據2013年的數據，宇宙的年齡是約138億年，可觀測宇宙包括4.9%的普通物質，26.8%的暗物質和68.3%的暗能量，哈勃常數約為67.74 (公里/秒)/ 秒差距。這些天文愛好者、科幻迷們津津樂道的數字，原來是WMAP和普朗克衛星一手測量出來的。
去過日地L2點的還有歐洲的蓋亞空間望遠鏡，它繪製了一個包含約10億顆銀河系恆星的三維星圖，此外還偵測了50萬個類星體，也是大功一件。
我國的嫦娥2號在完成了月球任務後，也於2011年到2012年在日地L2點短暫停留，而後前往4179號小行星，並進入更加深邃的太空。
目前，日地L2點暫時虛席以待，之前的幾個航天器都退役了，然而在不久的將來，還有更多的航天器會來到這裡呢，比如歐洲的歐幾里得空間望遠鏡明年即將升空，它的目標是測繪宇宙中暗物質的大尺度分布結構，並確認暗能量的性質。
此外還有已多次推遲的詹姆斯韋伯望遠鏡，目前暫定於2021年發射升空，它將使用紅外線觀測宇宙的初期狀態。
隨著更多的觀測，我們對宇宙的認知將更加深入。
下一篇我們繼續講L3，L4和L5，也很精彩哦。
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