拉格朗日点——太空最佳停车位|地球|太阳|小行星|拉格朗|行星|韦伯

拉格朗日点（Lagrangian point）指的是太空中的某些特殊位置：在该位置上，两个天体（比如：太阳和地球或地球和月球）的引力的矢量之和，与该处的第三个相对小得多（质量可忽略不计）的物体所受的离心力平衡。两个天体的万有引力与离心力在拉格朗日点平衡，使得第三个物体与前两个物体保持相对静止。因此，在该处太空器可以稳定下来实施观测活动。

拉格朗日点（Lagrangian point）又称平动点（libration points）。这些点以约瑟夫-路易斯-拉格朗日（十八世纪一位伟大的数学家）的名字来命名。拉格朗日点在天体力学中是限制性三体问题的五个特解。就平面圆型三体问题，1767年数学家欧拉根据旋转的二体引力场推算出其中三个点（特解）为L1、L2、L3，1772年数学家拉格朗日推算出另外两个点（特解）为L4、L5，而且他还根据这些点撰写了一篇讨论“三体”问题的论文。

拉格朗日点的构成

在行星或者恒星这样的大天体周边会有5个拉格朗日点。

五个拉格朗日点的计算公式及位置。

其中三个处于两大天体间的连线上。例如在日地系统里，第一个拉格朗日点L1，位于地球和太阳之间，离地球大约一百万英里的位置上。在L1上观测太阳可以不受到引力干扰。该点现在已经被“太阳和太阳风层层探测器”（SOHO)和“深空气象卫星”所占据。

太阳和太阳风层探测器。

L2同样处于距离地球100万英里左右的位置。但与L1不同，它不处于日地之间，而是位于反向太阳方向的日地延长线上。处于这个位置上的太空器由于太阳、地球和月球都在其身后，因此可以清楚的观测到整个深空。NASA的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP) 现在正处于L2点上测量宇宙大爆炸之后残留的热辐射，即宇宙微波背景辐射。另外，詹姆斯韦伯太空望远镜也将在2018年被放置于该区域，进行深空观测。

WMAP的轨迹与轨道。

第三个拉格朗日点L3，位于相反于地球方向的日地延长线上。到目前为止，只有在科幻小说里提到过如何利用L3点，现实中还没有找到一个科学地利用它的办法。

“因为L3点总是躲藏在太阳背后，NASA不太可能找到利用这点的方法。”NASA 在一篇网文上谈及这个拉格朗日点，“关于在L3处隐藏着一个神秘行星X一直是科幻创作中的热门话题。X行星的不稳定的公转轨道（公转周期约是150年），并没有阻止好莱坞推出经典的‘来自X行星的人’这类影片。”

L1、L2 和L3 这三个点都是靠不稳定的引力平衡维持的不稳定点。如果一个处于L3的飞行器飘向或者漂离地球方向，那它最终将不可避免的向地球或者太阳坠落。“像在一辆陡峭的山崖边上勉强维持平衡的车”，天文学家Neil DeGrasse Tyson说到。太空器必须通过微调来保持其停留在原有轨道上。

相反，L4和L5是稳定的点。“像一个放在巨碗的球。”根据欧洲太空署的说法。以日地系统为例，这两个点位于地球公转轨道上，一上一下与日地连线成60度夹角，这两个点作为顶点，与地球和太阳组成两个等边三角形。

由于这两个点具有稳定性，使得太空尘埃和小行星有在这些区域积累的趋势。在木星和太阳之间，木日拉格朗日点L4、L5周围的小行星群被叫做特洛伊小行星群，以此来向阿伽门农、阿喀琉斯、赫克托（都是围攻特洛伊故事里的人物）致敬。

木星的特洛依群小行星群位在木星前方或后方60度，与木星有着相同的轨道。

美国宇航局说，已经有成千上万的这些类型的小行星在我们的太阳系被发现，包括地球的唯一已知的特洛伊小行星——2010 TK7。

WISE拍摄到的地球特洛伊小行星——2010 TK7(图中绿色圈位置)。

同时，因为L4和L5相对接近地球，根据Gerard O'Neill和其他思想家的作品，这两个区域被认为是可能的太空殖民区域。在20世纪七八十年代，一个叫做L5社团的组织在他们的成员中推广这个概念。在20世纪80年代末，L5社团的成员合并成一个现在叫做“国家太空学会”的组织，该组织提倡飞出地球创建人类文明。