印度的 Aditya-L1 探測器將在幾天後抵達地球和太陽之間的太空區域，距離地球近一百萬英里。
這個位置雖然偏遠，但並不孤單。已經有四艘在軌航天器在同一地點附近執行——即地球-太陽系統的第一個拉格朗日點（L1）——還有其他航天器停泊在附近。
這是一個特殊的位置，我們星球的引力、太陽的引力和航天器軌道的離心力幾乎完全相互抵消，在太陽系不斷變化的引力場中創造了一個相對穩定的“島嶼”，這些引力場隨著行星的移動而不斷變化。結果是，在 L1 附近繞太陽執行的航天器——實際上是一個橫跨數十萬英里的區域——可以相對於地球保持固定位置，而無需消耗太多燃料。
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“如果您想觀測太陽，第一個拉格朗日點是一個絕佳的位置，”蒙大拿州立大學天體物理學家尼爾·考尼什說，他在該主題上的工作為 NASA 關於拉格朗日點的權威解釋提供了資訊。“在軌道的任何時候，地球都不會擋住視線——您可以坐在那裡，凝視太陽。”
太陽哨兵
Aditya-L1 預計要到一月的第一週才會到達最終目的地，但該探測器已經開始使用其首批太陽圓盤影像對我們的恆星進行觀測。它將很快進入 L1 周圍的“暈輪”軌道，這將使探測器能夠穩定地繞太陽執行，並透過每隔幾周從推進器發出的少量脈衝來維持其軌跡。考尼什解釋說，那個近乎穩定的區域非常廣闊，以至於 L1 附近的許多航天器甚至從未見過彼此，更不用說近距離接觸了。“根本沒有任何撞到任何東西的危險，”他說。
L1 最資深的“住戶”是 NASA 和歐洲航天局 (ESA) 的太陽和太陽層觀測臺 (SOHO)，這是一個裝滿儀器的探測器，於 1996 年抵達，旨在研究我們恆星的不同方面。Aditya-L1 也將以可見光、紫外線和 X 射線波長對太陽進行成像，以便研究人員進一步瞭解太陽大氣層的動態。
根據印度空間機構的說法，該探測器還將使用四臺指向太陽本身的儀器和另外三臺旨在監測太陽風和太陽磁場爆發影響的儀器，來研究太陽風暴產生的“空間天氣”。
雖然 Aditya-L1 的主要任務設定為僅持續五年，但其 L1 位置意味著該航天器可能具有更長的執行壽命。例如，SOHO 在 L1 運行了 25 年以上，儘管最初計劃僅執行兩年；幾年前的一次審查將其任務延長至 2025 年底。
拉格朗日群島
L1 不是太空中唯一的相對穩定島嶼。拉格朗日點系統伴隨著太陽周圍的每顆行星。共同繞太陽執行的衛星和行星——包括我們自己的月球和地球——也都有拉格朗日點。
科學家們自 1760 年代就已知道這些點的存在，當時瑞士數學家萊昂哈德·尤拉提出了其中三個點，作為源於艾薩克·牛頓萬有引力定律的特殊“三體問題”的解。義大利-法國天體物理學家約瑟夫-路易斯·拉格朗日擴充套件了尤拉的工作，到 1772 年，他發現了太陽和地球之間引力拉力產生的五個這樣的點。現在，這些點以他的名字命名為拉格朗日點。
第三個拉格朗日點（L3）直接位於太陽的遠側，並且比地球軌道稍遠。地球對這個拉格朗日點的視線始終被太陽遮擋，阻止了與我們星球的直接通訊，因此沒有航天器駐紮在那裡。
第四個和第五個拉格朗日點（L4 和 L5）與我們的地球共享繞太陽的軌道，但分別正好位於地球前方和後方 60 度。觀測表明，L4 和 L5 都被搭乘地球引力的小行星的瞬態群體佔據。這些太空岩石被稱為“特洛伊小行星”，類似的特洛伊小行星也存在於其他行星（如木星）的第四和第五拉格朗日點。
所有地球-太陽拉格朗日點中的真正瑰寶是 L2，它位於距離地球約一百萬英里的地方，但在地球軌道之外，與 L1 的方向相反。從 L2 向太陽方向看，地球、月球和太陽總是聚集在天空中，使航天器可以輕鬆阻擋這三者中任何一個可能發出的散射光，而這些光會破壞科學觀測。因此，L2 已成為包括詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在內的多個探測器的軌道目的地。該點的最新居民是歐空局的歐幾里得，這是一架去年抵達 L2 的太空望遠鏡，用於測量暗能量和暗物質的宇宙效應。
歐空局科學主任、天體物理學家卡羅爾·蒙德爾說，L2 使歐幾里得號始終可以從地球上的地面站看到，併為航天器提供了暢通無阻的視野。“該軌道對於輻射環境、熱穩定性以及整個天空的可用性都是最佳的，”她說。“這些優勢結合起來，對於像歐幾里得這樣的高精度巡天任務來說是理想的。”
行星際超級高速公路
對於 NASA 噴氣推進實驗室的航天器軌跡專家馬丁·洛來說，拉格朗日點是通往延伸到整個太陽系的“行星際超級高速公路”的門戶。
他指出，在距離地球 120 萬英里範圍內有七個主要的拉格朗日點：地球-太陽系統的 L1 和 L2，以及地球-月球系統的五個“較小”的拉格朗日點。由於所有這七個附近的區域都具有相似的軌道能量，因此航天器只需要一個小的“推動”就可以從一個區域移動到另一個區域——就像一個人在叢林健身房中從一根單槓盪到另一根單槓一樣，洛說。
這些拉格朗日點在實現高效軌道轉移方面的前景塑造了洛在NASA 阿爾忒彌斯任務軌跡方面的工作，該任務旨在將宇航員送回月球，並建立一個繞地球-月球第一個拉格朗日點附近執行的支援宇航員的月球空間站。他目前正在研究土星及其眾多衛星的拉格朗日點之間存在的複雜軌跡。其中一顆衛星土衛二可能是太陽系中尋找地外生命的最佳地點。
“土衛二在其南極附近噴射出冰羽，我們正在使用這些軌跡來確定如何進入其周圍的軌道並捕獲[來自冰羽的物質]”——關鍵是要儘可能輕柔地推動，以便在正確的位置、速度和時間到達，他說。