Sciences

Point de Lagrange

DéfinitionClassé sous :Univers , point de Lagrange , point de Lagrange L1
Les 5 points de Lagrange, extrema du potentiel gravitationnel d'un système à 2 corps. Crédit : NASA-WMAP Science Team.

Un point de Lagrange est une position de l'espace dans un système à deux corps, où leurs champs de gravité se combinent de manière à fournir un point d'équilibre à un troisième corps de masse négligeable, tel que les positions relatives des trois corps soient fixes.

Les points de Lagrange sont un cas particulier du problème à 3 corps, où l'un des 3 corps est de masse négligeable devant les 2 autres.

Application Soleil - Terre

Les points de Lagrange sont ceux où un corps d'épreuve soumis ici à l'attraction du Soleil et de la Terre, suit une orbite autour du Soleil à la même vitesse angulaire que la Terre, sous l'action conjointe des attractions du Soleil et de la Terre. Les points L1 et L2 sont situés à proximité de la Terre (au premier ordre, le rapport des distances est proportionnel à la racine cubique du rapport des masses), le point L3 est symétrique de la Terre par rapport au Soleil, et les points L4 et L5 sont aux sommets de triangles équilatéraux ayant le segment Soleil-Terre pour base. Malgré ce que pourrait laisser penser la figure, où les équipotentielles dans le repère tournant sont tracées, les orbites autour de L4 et L5 sont stables, les trois autres instables, à cause de la force de Coriolis.

Autres exemples

La sonde solaire SOHO: pour observer continûment le Soleil, le point L1 est idéal. Il tourne autour du Soleil avec la Terre, avec le Soleil en permanence d'un côté et la Terre au côté opposé. C'est donc en L1 qu'a été logiquement installée la sonde SOHO, dédiée à l'observation du Soleil.

La mission Planck: en revanche, s'il s'agit d'observer l'Univers froid, tel que le fera le projet Planck, c'est le point L2 qui est idéal. Il tourne avec la Terre, avec le Soleil et la Terre en permanence opposés à la direction de visée. C'est donc en L2 que va être installé Planck, et aussi le nouveau télescope spatial JWST, successeur de Hubble.

Les astéroïdes troyens: les astéroïdes troyens sont sur la même orbite que Jupiter, soit en avance de sur Jupiter (point L4), soit en retard de (point L5).