В безвоздушном межпланетном пространстве силы тяготения господствуют безраздельно. И только им будет подчиняться искусственный спутник Земли, движущийся за пределами земной атмосферы. Силы тяготения будут управлять полетом космических кораблей в те периоды, когда их реактивные двигатели окажутся выключенными.

Невидимый «океан тяготения», наполняющий все мировое пространство, имеет сложную природу. В каждой его точке проявляется действие многих сил, из которых главенствуют силы тяготения ближайших небесных тел. Благодаря этой «игре сил» в «океане тяготения» существуют области, в которых тело может находиться неограниченно долго, пребывая таким образом в состоянии своеобразного равновесия.

В других областях, лишенных этих свойств, движущееся тело, не задержится, окажется лишь мимолетным гостем.

Нечто подобное наблюдается иногда в быстротекущих реках. На общем фоне сплошного водяного потока возникают маленькие водовороты. Случайно попавшие в них щепки, бешено кружась, не в силах выбраться из водоворота, который в то же время перемещается вместе со всей остальной массой воды,

Невидимые «водовороты тяготения» имеются и в мировом пространстве, причем сравнительно близко от Земли. Возможность их существования была впервые теоретически доказана Лагранжем — французским математиком XVIII в.

Представим себе два тела с массами m₁ и m₂, расстояние между которыми равно r. Взаимно притягивая друг друга, оба тела будут обращаться вокруг общего центра тяжести, который, в частности, при равенстве масс этих тел расположится посредине между ними. Как доказал Лагранж, в рассматриваемом случае существуют две так называемые либрационные точки, в которых любое третье тело окажется в состоянии устойчивого равновесия. Точки эти образуют вместе с двумя данными телами вершины двух равносторонних треугольников.

Тело, помещенное в «точке либрации», сохранит свое расположение по отношению к двум данным телам с массами m₁ и m₂, как бы последние ни двигались. Все три тела, перемещаясь в пространстве, постоянно будут образовывать собою вершины равностороннего треугольника со стороной r.

Лагранж не думал, что решенная им задача имеет реальное значение. Необычное движение трех тел он рассматривал лишь как любопытный математический парадокс. Однако несколько десятилетий спустя в солнечной системе были открыты карликовые планеты, которые двигались именно так, как рассчитал Лагранж.

Обращаясь вокруг Солнца по орбите Юпитера, они постоянно образуют вместе с ним и Солнцем вершины двух равносторонних треугольников. Этим небесным конвоирам Юпитера были даны имена героев Троянской войны, благодаря чему в астрономической литературе они фигурируют, под общим названием «троянцев».

В настоящее время известно 15 троянцев. Десять из них предшествуют Юпитеру, остальные следуют за ним.

Троянцы находятся вблизи либрационных точек, описывая вокруг них сложные орбиты.

Либрационные точки есть и в системе Земля — Луна. Заброшенные в эти точки, космические ракеты стали бы постоянными межпланетными станциями. Удаленные от Земли и от Луны на одинаковые расстояния, равные 384 тыс. км, они двигались бы в пространстве весьма своеобразно, подобно троянцам, причем роль Солнца выполняла бы Земля, а роль Юпитера — Луна (см. 1-ю стр. обложки). На таких либрационных спутниках Земли можно было бы оборудовать астрономическую обсерваторию, с которой одновременно стал бы доступен наблюдению весь небосвод. Луна казалась бы на нем такой же величины, как с Земли, а наша планета по поперечнику выглядела бы в четыре раза больше Луны. Столь широкий кругозор для близких к Земле искусственных ее спутников, разумеется, невозможен.

Интересно было бы осуществить на лкбрационных спутниках Земли исследования космических лучей, которые, не загороженные огромной массой Земли, со всех сторон свободно доходили бы до приборов.

Постоянство расположения либрационных спутников относительно Земли позволит превратить их в удобные топливные базы для межпланетных перелетов. Благодаря сравнительной удаленности либрационных спутников от Земли и Луны отлет с них можно совершить несравненно легче, чем со спутников, близких к Земле. В дальнейшем, вероятно, выяснятся и другие достоинства либрационных спутников Земли.

Забросить космическую ракету в какую-нибудь из либрационных точек и тем самым превратить ее в либрационный спутник Земли представляет собою задачу не менее трудную, чем посылка ракеты на Луну. Однако уровень современной техники и темпы ее развития таковы, что создание либрационных спутников Земли скоро станет вполне реальным делом.