Lagrange Points
라그랑주 포인트(Lagrange Points) 개념을
가장 이해하기 쉽게 그림(ASCII) + 물리 개념 + 실제 우주선 활용 사례까지 포함해 정리한 전문가 버전입니다.
라그랑주 포인트(Lagrange Points)란?
두 천체(예: 태양–지구, 지구–달)의 중력 + 공전 회전력(원심력)이
특정 지점에서 정확히 균형을 이루는 5개의 점.
이 지점에서는 우주선이 상대적으로 적은 연료로 머물거나 궤도 유지 가능.
라그랑주 포인트 – 전체 구조 그림
(태양–지구 시스템 기준 예시)
Sun () --------------------- L1 --------- Earth() -------- L2 ----------->
|
|
L3
(태양 반대편)
L4
* (지구보다 60° 앞)
\
\
Earth()
/
/
*
L5
(지구보다 60° 뒤)
L1, L2, L3 = 직선상 3개
L4, L5 = 삼각형(정삼각형) 모양의 안정점
5개의 라그랑주 포인트 설명
L1 – 태양–지구 사이
• 태양과 지구 사이 약 150만 km 앞
• 태양–지구 중력이 균형
• 태양 관측 위성 최적 지점
사용 위성: SOHO, DSCOVR
L2 – 지구 반대편 (태양 기준)
• 지구와 태양 반대편 약 150만 km
• 지구 그림자 방향 적외선 관측 최적
• 차갑고 안정된 환경
• JWST (제임스 웹)
• Planck
• Herschel
#JamesWebbSpaceTelescope
#JWST
L3 – 태양 반대편 (지구 정반대)
지구에서 절대 보이지 않는 위치
실제 활용 거의 없음
과거 공상 과학에서 “지구 반대편 쌍둥이 행성” 소재로 자주 등장
L4 – 지구보다 60° 앞
태양–지구–L4가 정삼각형
안정적(stable) 물체가 오래 머물 수 있음
태양–목성의 L4에는 실제로 트로이 소행성 존재
L5 – 지구보다 60° 뒤
L4와 대칭
중력적으로 안정적
트로이 소행성 집단과 비슷한 패턴 형성 가능
왜 안정적인가? (물리 개념)
L1, L2, L3 준안정(un-stable)
중력 + 회전력 균형은 맞지만
조금만 벗어나도 균형 깨짐 연료 필요
L4, L5 완전 안정(stable)
작은 교란이 있어도 되돌아오는 힘 존재
실질적으로 “중력 우물” 형태
실제 활용(우주선·천문학)
라그랑주 점 실제 사용
L1 태양 관측 (SOHO, DSCOVR, ACE)
L2 심우주 관측 (JWST, Herschel, Planck)
L3 실사용 거의 없음
L4/L5 트로이 소행성, 우주 망원경 후보지로 연구 중
라그랑주 포인트의 장점
• 연료 적게 소모
• 특정 방향 관측에 최적(태양/지구/암흑 공간)
• 정밀한 우주관측 환경 제공
• 지구 방해(빛·열·전파) 최소화
쉽게 말해 한 문장
라그랑주 포인트는 두 천체의 중력과 회전력이 완벽히 균형을 이루는 우주상의 ‘중력 정류장’이다.
JWST가 L2에서 도는 할로 궤도(Halo Orbit) 그림
지구–달 라그랑주 포인트 L1~L5 구조 그림
L4/L5 트로이 소행성 천문학
라그랑주 포인트의 수식·물리학 설명
