T人类探索的历史总是与寻找目的地联系在一起。太空旅行也不例外:将人类送上月球的阿波罗计划不仅是一项科学和技术成就，也是一项插上旗帜、留下脚印的练习。然而，现在正在酝酿着发射任务到浩瀚太空中的空点，尽管这些空点具有非常特殊的性质。
拿任何围绕恒星运行的行星，或者任何围绕行星旋转的卫星来说。在这些系统中，每一个都有五个点，以类似于弓箭手拉弓的几何形状排列，在这些点上，物体旋转时的重力场和离心力相互抵消。这些是隐藏着平衡的区域，是天体不断运动中的引力空洞。这些小空间被称为拉格朗日点(或拉格朗日点)，以法裔意大利数学家约瑟夫-路易斯·拉格朗日的名字命名1772散文在地球-太阳系统中确定了两个这样的位置。
如果一颗卫星或一颗小行星以合适的能量进入拉格朗日点附近的区域，它将相对其他两个天体保持静止，就像被绳子上的一个结缠住一样。被捕获的物体在原地悬停时损失的能量很小。如果它是一艘宇宙飞船，这意味着它只需要消耗少量的燃料就可以保持在高空，而不是在正常轨道上，在正常轨道上与大气粒子的碰撞会产生阻力，需要燃料来“填满”轨道。
“拉格朗日点”这个名字可能有点用词不当，因为它们在性质和稳定性上各不相同。恒星和行星可以被认为是重力井; 把拉格朗日点想象成山。以地球-太阳系为例，点L1在太阳方向距离地球近100万英里，是不稳定的。在那个位置的物体很容易失去平衡，就像一个球在山的尖端平衡，两个物体的力不断地在它的位置上拉扯。需要使用火箭将物体推回原位。L2和L3一个在地球的远侧，另一个在太阳的远侧更稳定，就像平顶的高原。L4和L5在地球绕太阳运行时位于地球前后60度的位置，是最安全的。悬挂在那里的物体不会掉出来；这就像是在一座死火山顶端的一个深的、豆状的火山口的底部。在这里你可以看到一个小行星的代表，蓝色的，在木星周围的L4和L5点。
这些是隐藏着平衡的区域，是天体不断运动中的引力空洞。
我们刚刚开始探索太空中这些模糊缺口的可能性：载人任务、中太空发射台、灵敏望远镜的舒适地点，以及通往太阳系遥远边缘的道路上的中途站。
今年9月，欧洲航天局(ESA)计划向地-日L2发射盖亚太空观测站，该观测站距离地球93.2万英里，方向与太阳相反。远离地球大气层的影响，远离我们的恒星令人烦恼的热量，盖亚的敏感设备在拉格朗日点上比在正常轨道上更耐用。它还将停留在地球的“夜晚”一侧，因此可以更好地观察宇宙。但是盖亚不会是第一个占领地-日L2的星球。事实上，欧洲航天局(ESA)的赫歇尔太空观测站(Herschel space observatory)在完成了四年的任务后，最近才将这个位置腾空，中国的嫦娥二号探测器也在2012年4月腾空了这个位置。这些太空探测器并不是停留在l2点，而是围绕点摆动，这就是所谓的振动。
更具挑衅性的观点是，拉格朗日点可以为深空殖民提供一个稳定的立足点。从理论上讲，可以将一堆建筑材料炸到拉格朗日点，然后留在那里，承受的应变很小，漂移的风险很低，而更多的粮食则从地球上运走。中太空建造和再补给将比飞船在常规轨道上更容易。
美国宇航局是调查在地球-月球系统的L2建立载人空间站的前景，距离月球的远侧40000英里，比人类曾经旅行过的更远。在一场由NASA工程师和学者召集的演讲中今年，布兰德·格里芬(Brand Griffin)，美国国家航空航天局(NASA)推进边界的先进概念办公室(Advanced Concepts Office)的工程师和承包商，提议将现有火箭系统的一部分重新利用，建造一个可以舒适地停泊在L2空间的空间站。该项目目前被命名为“天空实验室II”(Skylab II)，得名于美国第一个空间站，该空间站于1973年至1979年环绕地球运行。“我想我已经发现了在NASA成为一名梦想家意味着什么。你得回顾过去。这是对过去40年的一次大回顾。”
格里芬表示，美国宇航局可以利用太空实验室II的拉格朗日点作为更奇异和遥远任务的前哨。与从地球表面发射的火箭不同，从拉格朗日点发射的航天器不需要燃烧大量燃料来摆脱行星的引力。相反，它们可以毫不费力地滑倒之间拉格朗日指向一条节省燃料的重力路径，这条路径有时被称为行星际高速公路，有点滑稽。
由于拉格朗日点或多或少都是不稳定的，当航天器从一个拉格朗日点“脱落”时，理论上，它可以被放置在一个轨道上，有效地将其捕获到第二个拉格朗日点。“这些不是最快的路径，但它们节约能源，”地理学家安德鲁·约翰斯顿(Andrew Johnston)说，他也是史密森尼博物馆(Smithsonian)的策展人之一，他在国家航空航天博物馆(National Air and Space Museum)举办了新的“时间与导航”展览。他把这个过程比作一艘随洋流在公海上航行的船——如果一个人不急着到达目的地，这是一种省油的选择。
这些点本身甚至可能成为这个深空重力管网络上加油站或车间的场所。喷气推进实验室的航天器轨道专家马丁·洛（Martin Lo）说：“（拉格朗日点）将是一个很好的地方，可以建造工厂，从小行星上运输原材料。”。他是美国宇航局2001年“创世纪”任务设计的幕后策划者之一，该任务利用地球-太阳系L1和L2之间的低能路径收集太阳风样本。“如果我们把一个空间站放在这些低能的‘轨道’上，”罗继续说，“我们基本上可以在几乎没有燃料的情况下进入地球周围半径为200万公里的球体的各个区域。”
但洛警告说，在拉格朗日点之间移动可能需要几周、几个月甚至几年的时间。例如，在土星和木星之间的行星间高速公路上行驶大约需要100年;美国国家航空航天局(NASA)的旅行者1号(Voyager 1)宇宙飞船于1979年至1980年进行了这一旅程，使用的是耗油量大的火箭，耗时21个月。即使重力管更接近地球的时间框架更容易管理，缓慢的运动速度对脆弱的人类来说也不是理想的，他们在深太空中暴露于宇宙射线和太阳辐射的风险比在低轨道上更大。
此外，即使是今天的计算机也很难绘制出三维空间中的拉格朗日旁路，这仅仅是因为它们的复杂性。洛指出，高速公路的布局遵循神秘的混沌理论，所以飞行器速度和方向的微小差异可能会影响它在太阳系中的路径。为宇宙飞船沿着重力管漂移的精确路径规划可能是我们无法做到的。
例如，在土星和木星之间的行星际高速公路上行走需要大约100年的时间。
即使你到达后从一个地方出发比较便宜，但到达拉格朗日点的费用却高得让人望而却步。正如天空实验室II的支持者所希望的那样，将火箭推进到地月L2，每次发射大约需要20亿美元。格里芬说，这将不像组建国际空间站所需的115次航天飞机飞行。宇航员将无法迅速返回地球，而为空间站提供补给将是昂贵且不频繁的。
天文学家菲尔·普莱特指出，任何生活在拉格朗日点的人都会面临其他健康风险板岩. 人们需要重力，这正是拉格朗日点所缺少的，以避免骨骼和肌肉问题，如学习在接近失重的轨道条件下的宇航员。通过让巨大的空间站绕其自身轴线旋转，人工制造重力是可能的，但这一选择的可行性值得怀疑。此外，对于星际高速公路来说，“辐射是一个大问题，”普莱特说。
德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)天文学系的研究员丹·莱斯特(Dan Lester)说，一个更微妙但同样顽固的障碍是探索的智力遗产。“我们怎么能把人们送到拉格朗日点，(当)那里什么都没有?”他问道，并描述了对这种深空任务的反对。早期人类在平原上游荡，寻找领地和食物;现代早期的欧洲人远渡重洋，寻找“新世界”。如今，游客们跨越大洲去看比萨斜塔，或者去澳大利亚大堡礁潜水。“探索的历史图景是关于在某个地方留下脚印，”莱斯特补充道。“它涉及到一块岩石，那里可能有一个岛屿或一个大陆。它必须是一块石头。它必须是一个你可以立足的地方。”多亏了这个包袱，莱斯特声称，对于很多人来说，空旷空间中的拉格朗日点并不像一个“真实”的地方。
他指出，我们可以通过把拉格朗日点看作是“远程探索”的目的地来克服这些先入为主的观念:在行星表面设置控制机器人的载人监测站。莱斯特说:“遥控机器人的手和手指会比穿着宇航服的宇航员灵活得多。”“如果你想捡起一块石头，把它翻过来，刮它的表面，遥控机器人比戴着厚手套的宇航员更容易做到。”在拉格朗日点部署一个载人航天器将允许任务停留在一个重要天体表面上的一个点上，并与表面上的一个类似好奇号的漫游者保持恒定联系。不幸的是，它不太可能是火星:据莱斯特说，这颗行星的小卫星使得火星-月球拉格朗日点非常弱，而且首选的火星-太阳拉格朗日点的距离太远，无法进行远程探索。
探索不必仅仅是寻找一个留下痕迹的地方。拉格朗日旅行的倡导者建议，它还应该涉及到一个未知领域的冒险，无论是在海洋中，还是在深空中，以寻求扩大知识。正如19世纪的探险家绘制洋流图以便对地球进行概念化一样，寻找拉格朗日点之间的路线可以帮助我们规划我们在太阳系中的位置，驯服我们心中的浩瀚。一旦我们在地球与月球或地球与太阳之间的拉格朗日点找到了合适的路线，也许我们的信心会增强，并引导我们尝试更大胆的火星之旅，甚至更远的地方。
伊丽莎白·豪厄尔是加拿大渥太华的一位获奖太空和科学记者。她的作品也出现在杂志上SPACE.com《今日宇宙》、《生活科学》、《太空探索网络》和《全关于太空》等出版物。
