Why is everyone fighting over these tiny spots of space? - Fabio Pacucci

Translator: Sara Mohammadkhani Reviewer: Sadegh Vahdati Nia

Since the launch of the first artificial satellite in 1957,

از زمان پرتاب اولین ماهواره مصنوعی به فضا در ۱۹۵۷،

governments, companies, and research institutions

دولت‌ها، شرکت‌ها و مراکز تحقیقات

have been planting flags among the stars.

در میان ستاره‌ها پرچم بلند می‌کردند.

But while it might seem like there's plenty of room in this vast expanse,

اما اگرچه به نظر می‌رسد فضای زیادی در این پهنه عظیم وجود دارد،

some pieces of celestial real estate are more valuable than others.

برخی املاک کهکشان ارزشمندتر از مابقی هستند.

Each of these dots is a Lagrange point,

هر کدام از این نقاط، یک نقطه لاگرانژی‌ست،

and as far as human space exploration is concerned,

و تا جایی که انسان‌ها اکتشافات فضایی انجام داده‌اند،

they may be the most important places in our solar system.

احتمال دارد این نقاط مهم‌ترین نقاط منظومه شمسی باشد.

Named after the 18th century mathematician who deduced their positions,

نقاط لاگرانژی به نام ریاضی‌دان قرن ۱۸م که محل آن‌ها را ردیابی کرد، نامیده شده است.

Lagrange points are rare places of equilibrium

این نقاط کم‌یاب‌ترین نقاط تعادل

in our constantly shifting universe.

در جهانِ همواره در حال جابه‌جایی ما هستند.

All celestial bodies exert a gravitational force on nearby objects,

تمام اجرام آسمانی بر اجسام مجاور نیروی گرانشی وارد می‌کنند،

pulling them in and out of orbits.

و آن‌ها را به داخل یا خارج از مدار می‌کشانند.

And gravity acts alongside several apparent forces

و جاذبه موازی با نیروهای مشهود دیگر عمل می‌کند

to determine what those orbits look like.

تا تعیین کند که آن مدارها چگونه باشند.

However, Lagrange points are places where all these forces balance out.

اما نقاط لاگرانژی مناطقی هستند که در آن همه این نیروها خنثی می‌شوند.

So if we place a relatively low mass object here,

پس اگر جسم نسبتاً سبکی را اینجا قرار دهیم،

it will maintain a constant distance from the massive bodies pulling on it.

فاصله‌اش را با اجرام عظیمی که آن را می‌کشند، حفظ می‌کند.

Essentially, Lagrange points are celestial parking spaces—

همچنین، نقاط لاگرانژی ایستگاه‌های فضایی نیز هستند.

once an object is there, it requires little to no energy to stay put.

اگر جسمی آنجا باشد، به انرژی بسیار کمی برای ثابت ماندن نیاز دارد.

So whenever humans want to keep an object in one place for a long time

پس هرگاه انسان‌ها بخواهند جسمی را در یک نقطه برای مدتی طولانی نگه دارند

without using tons of fuel,

بی‌آنکه چندین تن سوخت مصرف کنند،

it needs to be orbiting a Lagrange point.

باید آن را در یک نقطه لاگرانژی حرکت دهند.

However, there are only so many of these parking spots.

با این حال، تعداد زیادی از این ایستگاه‌های فضایی وجود دارد.

Pairs of massive bodies in our solar system

جفت‌های اجرام عظیم در منظومه شمسی‌مان

generate sets of five Lagrange points.

مجموعه‌هایی از نقاط پنج‌تایی لاگرانژی می‌سازند.

This means our Sun has five points with every planet,

به این معنی که خورشید با هر سیاره پنج نقطه می‌سازد،

and our planets have five points with each of their moons.

و سیاره‌ها نیز با هر قمرشان پنج نقطه می‌سازند.

Adding these up, there are over 1,000 Lagrange points in our solar system—

با در نظر گرفتن همه این‌ها، بیش از ۱۰۰۰ نقطه لاگرانژی در منظومه شمسی وجود دارد.

but only a few are useful for human purposes.

اما تنها تعدادی برای اهداف انسان مفیدند.

بسیاری در موقعیت‌هایی قرار دارند که دسترسی به آن‌ها دشوار است

Many are in locations that are too difficult to reach

or simply not very useful.

یا فقط کاربردی ندارند.

And for reasons we'll explain in a bit, many others are unstable.

و به دلایلی که توضیح خواهیم داد، بسیاری دیگر نیز ناپایدارند.

Currently, only two of these points are heavily used by humans.

در حال حاضر، تنها دو نقطه از این نقاط کاربرد زیادی برای انسان‌ها دارد.

But we’ll likely use many more in the future—

اما به احتمال زیاد در آینده از نقاط بیشتری بهره خواهیم برد

making these limited points exclusive real estate.

و این نقاط محدود را به املاک انحصاری خود تبدیل خواهیم کرد.

Which begs the question: what exactly should we park in them?

که این سوال را پیش می‌آورد: دقیقاً چه چیزی باید آنجا قرار دهیم؟

That answer depends on where each point is.

پاسخ به محلی که هر نقطه واقع شده است بستگی دارد.

Consider the five Lagrange points generated by the Sun and the Earth.

پنج نقطه لاگرانژی که خورشید و زمین می‌سازند را در نظر بگیرید.

L1 is located inside Earth's orbit,

نقطه اول درون مدار زمین،

about 1.5 million kilometers away from the planet.

حدود ۱.۵ میلیون کیلومتر دورتر از سیاره قرار دارد.

With this panoramic view of the Sun, unobstructed by Earth’s shadow,

با این دید وسیع به خورشید، بدون مانعی از طرف سایه زمین،

L1 is the perfect place for solar-observing satellites.

نقطه اول بهترین محل برای ماهواره‌های رصد خورشیدی است.

L2 is at the same distance from Earth but outside its orbit

نقطه دوم فاصله یکسانی با زمین دارد، اما خارج از مدار است

and shielded from the Sun,

و از سوی خورشید محفوظ شده است،

making it the perfect spot to observe outer space.

که آنجا را به نقطه‌ای مناسب جهت مشاهده فضای بیرونی می‌کند.

In 2022, the James Webb Space Telescope went online here,

در ۲۰۲۲، تلسکوپ فضایی جیمز وب به صورت مجازی به آن نقطه رفت،

in a spot where the Sun and Earth only occupy a tiny fraction of the sky.

در محلی که خورشید و زمین تنها بخش بسیار کوچکی از آسمان را اشغال کرده است.

L3 is in a particularly mysterious location

نقطه سوم موقعیت مرموز به‌خصوصی دارد

that can never be directly observed from Earth’s surface.

که هیچ‌گاه مستقیماً از سطح زمین مشاهده نمی‌شود.

This has made L3 a frequent locale in science fiction,

این موضوع نقطه سوم را به منطقه مهمی در داستان‌های علمی-تخیلی تبدیل کرده است،

though it hasn’t offered much use to scientists yet.

گرچه هنوز کاربرد زیادی به دانشمندان ارائه نکرده است.

L4 and L5, however, are a bit different from their siblings.

نقطه چهارم و پنجم از سایر نقاط کمی متفاوت‌تر است.

In every set of five, the first three Lagrange points are slightly unstable.

در هر مجموعه پنج‌تایی، سه نقطه اول اندکی ناپایدارند.

This means objects will slowly drift away from them,

یعنی اجرام به آرامی از آن‌ها دور می‌شوند،

though keeping what we’ve parked there in place is still energetically cheap.

هرچند نگه داشتن هرآنچه در آنجا نگه داشته شده بود، به انرژی کمی نیاز دارد.

The stability of L4 and L5, however, varies from set to set.

البته پایداری نقطه چهارم و پنجم از مجموعه‌ای به مجموعه دیگر متغیر است.

If the heavier of the two bodies generating the points

اگر حجم جرم سنگین‌تر که موجب ایجاد این نقطه شده است

has less than 25 times the mass of the lighter body,

از ۲۵ برابر حجم جرم دیگر کمتر باشد،

these points are too unstable to park things in.

این نقاط ناپایدارتر از آن‌اند که بتوان چیزی در آن نگه داشت.

However, if the heavier body is massive enough— like it is in Sun-Earth set—

البته، چنانچه جرم سنگین‌تر به اندازه کافی حجیم باشد، مانند مجموعه خورشید-زمین،

then the relevant forces will always return objects

نیروهای مربوطه همواره اشیاء را

to these equilibrium points,

به این نقاط تعادل برمی‌گرداند،

making them our most stable parking spots.

و با این کار پایدارترین نقاط ایجاد می‌شوند.

That’s why points like these naturally accumulate space objects,

به همین دلیل است که نقاط این‌چنینی اشیاء فضایی را به سمت خود می‌کشد،

such as the Sun-Jupiter set’s L4 and L5, which host thousands of asteroids.

مثل نقاط چهارم و پنجم مجموعه خورشید-مشتری که میزبان هزاران شهاب‌سنگ است.

Every Lagrange point in our solar system has its quirks.

هر نقطه لاگرانژی در منظومه شمسی‌مان تناقضات خودش را دارد.

Some might be perfect for scavenging construction materials

برخی ممکن است برای دور کردن مصالح ساختمانی

from drifting asteroids.

از سیارک‌های در حال حرکت مفید باشد.

Others might make ideal gas stations for ships headed to deep space,

برخی دیگر ایستگاه‌های سوخت مناسبی برای سفینه‌های فضایی هستند،

or even host entire human colonies.

یا حتی از گروه‌های انسان‌ها میزبانی می‌کنند.

These points are already home to advanced technological achievements,

این نقاط در حال حاضر منشاء دستاوردهای علمی پیشرفته هستند،

but soon, they could become our stepping stones to the stars.

اما به زودی، به پله‌هایی برای رسیدنمان به ستارگان بدل می‌شوند.