등속 원운동과 Web VPython으로 우주 망원경의 위치 계산하기 (1)- 라그랑주 L1과 L2 지점을 중심으로 -
Calculation of the Position of a Space Telescope with Uniform Circular Motion and Web VPython (1)- Focusing on Lagrange L1 and L2 Points -
1
조회
0
다운로드
1
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구에서는 물리2에서 학습하는 등속 원운동에 간단한 근사를 적용하여 제한된 3입자 계의 5개의 라그랑주 지점 중에서 L1과 L2 지점의 위치를 계산하였다. 라그랑주 L2 지점은 우주를 관측하기 위해 보내진 제임스웹 우주 망원경이 헤일로 궤도로 운동하는 중심점이며, L1 지점은 SOHO(Solar and Heliospheric Observatory) 위성이 보내졌던 지점이다. 수식과 간단한 Web VPython 프로그램으로 구한 라그랑주 L1과 L2 지점의 위치는 모두 약 150만 km로 계산되어 서로 잘 일치하였다. 이 내용은 우주 망원경의 위치가 L1과 L2로 결정된 이유 등을 학습할 수 있는 좋은 교수학습자료로 활용될 수 있다. 또한 Web VPython과 같은 프로그래밍을 적용할 수 있는 연습 문제로 활용될 수 있을 것이다.
Abstract
In this study, the positions of L1 and L2 points were calculated among five Lagrange points of the restricted three bodies problem by applying a simple approximation to the uniform circular motion learned in Physics 2. The Lagrange L2 point is the center point at which the James Webb Space Telescope is currently sent to observe the universe and moves in a halo orbit, and the L1 point is the point where the SOHO(Solar and Heliospheric Observatory) satellite was sent. The positions of the Lagrange points L1 and L2 obtained by the formula and simple Web VPython programs were both calculated to be about 1.5 million km and were in good agreements with each other. This content can be used as a good teaching and learning material to learn the use of the Lagrange points in the restricted three-bodies problem and the reasons why the positions of the space telescopes are determined as L1 and L2. It can also be used as an exercise to apply programming such as Web VPython.
참고문헌 (20)
- 강남화, "고등학교 교과서 물리학 II", pp.34~43 (2018), 천재교육
- "과학탐구", 교육과정평가원 대학수학능력시험 누리집, ~ (2022)
- , 2012
- "2015", ~
- 명환춘, "심우주 기후관측 위성(DSCOVR)의 특징", 항공우주산업기술동향, 15(2), pp.118~127 (2017)
- 송진웅, "고등학교물리학 I", pp.41~42 (2020), 동아출판
- 이준영, "고등학교 확률과 통계", pp.28~32 (2019), 천재교육
- 진병문, "해석역학", pp.309~323 (2020), 센게이지
- Angel R, "Feasibility of cooling the earth with a cloud of small spacecraft near the inner Lagrange point(L1)", Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS), 103(46), pp.17184~17189 (2006)
- Baoyin H, "Trajectories to and from the Lagrange points and the primary body surfaces", Journal of Guidance and Dynamics, 29(4), pp.998~1003 (2006)
- Broucke R, "Traveling between the Lagrange points and the moon", Journal of Guidance and Dynamics, 2(4), pp.257~263 (1979)
- Liu C, "Stabilization of Lagrange points in circular restricted three-body problem : a port Hamiltonian approach", Physics Letters A, 383(16), pp.1907~1914 (2019)
- Marion JR, "Classical dynamics of particles and systems", pp.278~285 (1970), Academic Press
- Symon KR, "Mechanics", pp.490~497 (1971), Addison-Wesley Publishing Co
- Tartaglia A, "How to use the sun –earth Lagrange points for fundamental physics and navigation", General Relativity and Gravitation, 50(9), pp.1~21 (2018)