在月球背面安家
美国宇航局正考虑在月球背面建立一个有人照管的停泊点，以此作为探索深空的前哨，而这个地点将选在地球和月球的第二拉格朗日点L2上。
拉格朗日点在哪里？
拉格朗日点的定义是圆型限制性三体问题中存在的5个秤动点的总称。通俗的解释是这样的：一个小物体在两个大天体(M1、M2)的引力作用下，只有在处于L1~L5这5个点时，才能相对于两个天体基本保持静止稳定。这是因为太空中两大天体在此处的万有引力相等，使小物体处于引力平衡状态；或者是太空中两大天体的万有引力的合拉力在此处与离心力平衡，故而航天器能在那里停泊。这些点的存在是由法国数学家约瑟夫·路易斯·拉格朗日于1772年推导证明的，故被简称为L1、L2、L3、L4、L5点。
对地球和月球两个天体来说，L1点处在地球和月球的连线上，并位于它们之间。L2点也在地-月连线上，且位于月球外侧。L3点亦在地-月连线上，但位于地球的外侧。L4点在以地-月连线为底线的等边三角形的第三个顶点上，且在月球围绕地球运行轨道的前方。L5点也在以地-月连线为底线的等边三角形的第三个顶点上，但在月球围绕地球运行轨道的后方。
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处在地-月连线上的L1点和L2点，分别位于月球的两旁，距离月球同为6.5万千米。由于月球距离地球的平均值为38.44万千米，故而向L1点发射航天器要比向月球发射航天器近16.9%的距离，向L2点发射航天器要比向月球发射航天器远16.9%的距离。需要说明的是，这个L2点不同于嫦娥二号探月卫星飞驰到达的L2点。后者是太阳和地球两大天体的第二拉格朗日点，距离地球150万千米。美国宇航局拟在地球和月球的第二拉格朗日点L2上做文章，意在利用该点的位置优势开展载人航天活动，进而更有效地进行深空探测和科学研究工作。
目标：第二拉格朗日点
拉格朗日L2点靠近月球背面，是目前探索能力范围内的首选。 L2停泊点能够使在月球背面开展重要的遥控机器人研究成为可能，还能在月球背面的平静区域开展对太阳和其他天体的科学观测，成为射电天文学和其他科学研究的平台。如果成功地建立—个有人照管的拉格朗日L2停泊点，那就打破了航天员登月记录，将是迄今人类太空之旅的最远点。
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美国科罗拉多大学天体物理研究中心得到了美国宇航局月球科学研究所的资助，研发从拉格朗日L2点对月球开展遥控机器人探索。由于L2点到月球的距离还不到静止轨道卫星到地球距离3.6万千米的两倍，故而停泊在L2点上的航天员可以对月面上活动的机器人进行遥控，让其代替人执行科学探测和考察研究任务。与进入拉格朗日L1点相比，进入拉格朗日L2点更为容易，同时在月球背面更兼有探测月球奥秘和观测宇宙深空等优势。例如，航天员可以遥控月面的自动装置从地质学家感兴趣的月球背面或从月球南极的艾特肯盆地获取样本。直径达几百千米的艾特肯盆地是太阳系中具有40亿年历史的最大、最深和最古老的火山口之一，很可能埋藏着太阳系形成初期的秘密。另外，还可在月球背面部署一个低频无线电天线阵来观测宇宙早期的第一批恒星，以开拓天文学的视野。
在拉格朗日L2点上建成的控制中心，还可以组装和检修人造卫星和大型望远镜，为打造燃料补给站以及组装和升级未来的大型光学系统提供支持。由于环绕地球的高能粒子辐射带——范艾伦辐射带离地面最远处也不过4万千米，而停泊在 L2点上的航天员早己超出了这一防护范围，故而可以帮助科学家测量航天员受宇宙射线和太阳耀斑辐射的剂量，研究人体防护措施的有效性及其改进办法。
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从发展的观点看，拉格朗日L2点不仅能够作为探索近月空间和月球的重要平台，还可以作为对能力范围内的多个目的地进行探索的出入口，比如小行星、火星卫星，最终可能还有火星本身。换言之，有人照管的L2停泊点，可以成为未来航天器飞往小行星、火星卫星和火星的中途站。
运行在晕轨道上的载人飞船
拉格朗日L2点始终处于月球背面上空6.5万千米高的位置，并和月球一起以相等的角速度围绕地球运动，从地球上是无法看见的，也不能用无线电与停泊在该点的航天器进行联络。为了解决这个问题，航天专家就选择了晕轨道的办法予以应对。
晕轨道就是位于垂直地-月连线平面内的以L2为圆心的圆形轨道，乃是借助月晕现象而得名的。月晕是月亮周围出现光环的一种气象现象。从地球上看，在晕轨道上运行的航天器当圆半径大于3500千米时，即可达到可视效果，围绕L2运行的航天器周期约为半个月，这样就解决了与地面通信难题。运行在晕轨道上的航天器不仅要有接收地面遥控指令和发回探测数据资料的能力，而且要具备控制轨道的能力。只有载人航天器进入这种晕轨道运行，才能逐步实现上述目标。
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以人类目前所达到的航天技术水平来说，向L2晕轨道发射无人航天器并不难，难的是用什么样的载人航天器到达这一轨道并正常运转。科学家小组已开始与猎户座多用途载人飞船的制造商洛克希德-马丁公司合作。
猎户座原是美国为实现最早于2018年之前重返月球而研制的载人飞船，后来美国改变计划，准备用其于2025年载人登陆近地小行星，于30年代中期载人飞往火星。现在美国宇航局又考虑适当时候让其飞奔L2点的晕轨道。目前，洛克希德-马丁公司正在研究如何在月球以外的太空区域进行导航，以及如何利用猎户座的通讯系统控制月球远侧的漫游者。此类飞行任务可以检测猎户座飞船的生命支持系统和从深空返回地球所需的高速返回大气层的能力，并将有助于证实猎户座飞船能够像设计的那样，提供足够的防辐射保护。由于为登陆近地小行星而研制的猎户座载人飞船已具备了上述功能，让其先飞往L2点，可以检验其工作可靠性。
在载人飞往小行星或火星时，猎户座将与登陆舱、地球出发站组成联合体一块飞行。当其飞往月球背面L2点的晕轨道时，就用不着登陆舱了。开始阶段，猎户座与地球出发站分别被新研制的战神1和战神5运载火箭发射升空，进入近地轨道后再对接起来，形成一个大型载人航天器，一次可以运载6名航天员。然后飞向L2点并进入晕轨道绕其飞行，航天员即可遥控月面机器人执行探测任务并按计划开展深空观测和科学试验等活动。待其完成任务踏上返回地球的归程时，会在进入环地轨道后丢掉地球出发站，再入大气层安全返回地面。如果在L2点晕轨道上需要有人长期驻留，可用新的猎户座载人飞船代替原来的飞船，或者用新旧飞船对接的方式轮换一批航天员。而且，在L2点晕轨道上执行任务，载人飞船重返地球时的难度相对较小，成本也更低。
为了使停泊在L2点晕轨道上的猎户座载人飞船能承担更多任务，如成为飞向更远深空航天器的中途站，还必须对其进行扩建，也就是再对接必要的舱段，以便容纳更多数量的航天员和储备相应的物资设备，并携有不可缺少的对接装置。有的科学家主张，航天飞机以及其他飞行器的剩余部件可以用在前往该区域的航天器身上，以完善其功能。或者向L2点晕轨道上发送多个舱段组装建成一个空间站，用猎户座作为运送和更替航天员的载人渡船及货运飞船，以实现上述目标。如果是用做载人航天器的中途站，使用猎户座运送航天员前往近地小行星或者火星，这两种设计都是可供选择的最佳方案。
【责任编辑】庞 云, http://www.100md.com(尹怀勤)
拉格朗日点在哪里？
拉格朗日点的定义是圆型限制性三体问题中存在的5个秤动点的总称。通俗的解释是这样的：一个小物体在两个大天体(M1、M2)的引力作用下，只有在处于L1~L5这5个点时，才能相对于两个天体基本保持静止稳定。这是因为太空中两大天体在此处的万有引力相等，使小物体处于引力平衡状态；或者是太空中两大天体的万有引力的合拉力在此处与离心力平衡，故而航天器能在那里停泊。这些点的存在是由法国数学家约瑟夫·路易斯·拉格朗日于1772年推导证明的，故被简称为L1、L2、L3、L4、L5点。
对地球和月球两个天体来说，L1点处在地球和月球的连线上，并位于它们之间。L2点也在地-月连线上，且位于月球外侧。L3点亦在地-月连线上，但位于地球的外侧。L4点在以地-月连线为底线的等边三角形的第三个顶点上，且在月球围绕地球运行轨道的前方。L5点也在以地-月连线为底线的等边三角形的第三个顶点上，但在月球围绕地球运行轨道的后方。
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处在地-月连线上的L1点和L2点，分别位于月球的两旁，距离月球同为6.5万千米。由于月球距离地球的平均值为38.44万千米，故而向L1点发射航天器要比向月球发射航天器近16.9%的距离，向L2点发射航天器要比向月球发射航天器远16.9%的距离。需要说明的是，这个L2点不同于嫦娥二号探月卫星飞驰到达的L2点。后者是太阳和地球两大天体的第二拉格朗日点，距离地球150万千米。美国宇航局拟在地球和月球的第二拉格朗日点L2上做文章，意在利用该点的位置优势开展载人航天活动，进而更有效地进行深空探测和科学研究工作。
目标：第二拉格朗日点
拉格朗日L2点靠近月球背面，是目前探索能力范围内的首选。 L2停泊点能够使在月球背面开展重要的遥控机器人研究成为可能，还能在月球背面的平静区域开展对太阳和其他天体的科学观测，成为射电天文学和其他科学研究的平台。如果成功地建立—个有人照管的拉格朗日L2停泊点，那就打破了航天员登月记录，将是迄今人类太空之旅的最远点。
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美国科罗拉多大学天体物理研究中心得到了美国宇航局月球科学研究所的资助，研发从拉格朗日L2点对月球开展遥控机器人探索。由于L2点到月球的距离还不到静止轨道卫星到地球距离3.6万千米的两倍，故而停泊在L2点上的航天员可以对月面上活动的机器人进行遥控，让其代替人执行科学探测和考察研究任务。与进入拉格朗日L1点相比，进入拉格朗日L2点更为容易，同时在月球背面更兼有探测月球奥秘和观测宇宙深空等优势。例如，航天员可以遥控月面的自动装置从地质学家感兴趣的月球背面或从月球南极的艾特肯盆地获取样本。直径达几百千米的艾特肯盆地是太阳系中具有40亿年历史的最大、最深和最古老的火山口之一，很可能埋藏着太阳系形成初期的秘密。另外，还可在月球背面部署一个低频无线电天线阵来观测宇宙早期的第一批恒星，以开拓天文学的视野。
在拉格朗日L2点上建成的控制中心，还可以组装和检修人造卫星和大型望远镜，为打造燃料补给站以及组装和升级未来的大型光学系统提供支持。由于环绕地球的高能粒子辐射带——范艾伦辐射带离地面最远处也不过4万千米，而停泊在 L2点上的航天员早己超出了这一防护范围，故而可以帮助科学家测量航天员受宇宙射线和太阳耀斑辐射的剂量，研究人体防护措施的有效性及其改进办法。
, http://www.100md.com
从发展的观点看，拉格朗日L2点不仅能够作为探索近月空间和月球的重要平台，还可以作为对能力范围内的多个目的地进行探索的出入口，比如小行星、火星卫星，最终可能还有火星本身。换言之，有人照管的L2停泊点，可以成为未来航天器飞往小行星、火星卫星和火星的中途站。
运行在晕轨道上的载人飞船
拉格朗日L2点始终处于月球背面上空6.5万千米高的位置，并和月球一起以相等的角速度围绕地球运动，从地球上是无法看见的，也不能用无线电与停泊在该点的航天器进行联络。为了解决这个问题，航天专家就选择了晕轨道的办法予以应对。
晕轨道就是位于垂直地-月连线平面内的以L2为圆心的圆形轨道，乃是借助月晕现象而得名的。月晕是月亮周围出现光环的一种气象现象。从地球上看，在晕轨道上运行的航天器当圆半径大于3500千米时，即可达到可视效果，围绕L2运行的航天器周期约为半个月，这样就解决了与地面通信难题。运行在晕轨道上的航天器不仅要有接收地面遥控指令和发回探测数据资料的能力，而且要具备控制轨道的能力。只有载人航天器进入这种晕轨道运行，才能逐步实现上述目标。
, 百拇医药
以人类目前所达到的航天技术水平来说，向L2晕轨道发射无人航天器并不难，难的是用什么样的载人航天器到达这一轨道并正常运转。科学家小组已开始与猎户座多用途载人飞船的制造商洛克希德-马丁公司合作。
猎户座原是美国为实现最早于2018年之前重返月球而研制的载人飞船，后来美国改变计划，准备用其于2025年载人登陆近地小行星，于30年代中期载人飞往火星。现在美国宇航局又考虑适当时候让其飞奔L2点的晕轨道。目前，洛克希德-马丁公司正在研究如何在月球以外的太空区域进行导航，以及如何利用猎户座的通讯系统控制月球远侧的漫游者。此类飞行任务可以检测猎户座飞船的生命支持系统和从深空返回地球所需的高速返回大气层的能力，并将有助于证实猎户座飞船能够像设计的那样，提供足够的防辐射保护。由于为登陆近地小行星而研制的猎户座载人飞船已具备了上述功能，让其先飞往L2点，可以检验其工作可靠性。
在载人飞往小行星或火星时，猎户座将与登陆舱、地球出发站组成联合体一块飞行。当其飞往月球背面L2点的晕轨道时，就用不着登陆舱了。开始阶段，猎户座与地球出发站分别被新研制的战神1和战神5运载火箭发射升空，进入近地轨道后再对接起来，形成一个大型载人航天器，一次可以运载6名航天员。然后飞向L2点并进入晕轨道绕其飞行，航天员即可遥控月面机器人执行探测任务并按计划开展深空观测和科学试验等活动。待其完成任务踏上返回地球的归程时，会在进入环地轨道后丢掉地球出发站，再入大气层安全返回地面。如果在L2点晕轨道上需要有人长期驻留，可用新的猎户座载人飞船代替原来的飞船，或者用新旧飞船对接的方式轮换一批航天员。而且，在L2点晕轨道上执行任务，载人飞船重返地球时的难度相对较小，成本也更低。
为了使停泊在L2点晕轨道上的猎户座载人飞船能承担更多任务，如成为飞向更远深空航天器的中途站，还必须对其进行扩建，也就是再对接必要的舱段，以便容纳更多数量的航天员和储备相应的物资设备，并携有不可缺少的对接装置。有的科学家主张，航天飞机以及其他飞行器的剩余部件可以用在前往该区域的航天器身上，以完善其功能。或者向L2点晕轨道上发送多个舱段组装建成一个空间站，用猎户座作为运送和更替航天员的载人渡船及货运飞船，以实现上述目标。如果是用做载人航天器的中途站，使用猎户座运送航天员前往近地小行星或者火星，这两种设计都是可供选择的最佳方案。
【责任编辑】庞 云, http://www.100md.com(尹怀勤)