艾伯史密斯
2018年5月21日凌晨5点，中国嫦娥四号探月器的中继星“鹊桥号”在西昌卫星发射基地，搭载长征四号火箭🚀成功升空。25分钟后到达近地点200千米，远地点40万千米的地月运行轨道。随后中继星“鹊桥号”完成轨道熟悉,L2点确认后，最后飞行到环绕L2点任务轨道。
“鹊桥号”是全球第一颗运行在地月L2点拉格朗日通信卫星。由于月球本身对地月通讯信号的阻挡，必须要为现在的嫦娥四号月背软登陆与地球搭建通讯的桥梁。这座桥梁便是“鹊桥号”。
L2点是地月延长线的附近，又称为拉格朗日点和平动点。由法国数学家拉格朗日在1772年推算出来。当一个小物体在两个大物体引力下，小物体相对它俩会保持基本静止的空间点。这样的空间点分别有L1,L2,L3,L4,L5五个。在这些拉格朗日点上，探测器只需消耗最低限度的燃料就能长期稳定的运行。
中国“鹊桥号”绕地月L2平动点轨道长期稳定的运行，保持了嫦娥四号与地球的实时通讯。美国Artemis曾拜访过这片范围，但没能做到长期运行。
弄潮科学
鹊桥号中继卫星环绕的那个点是地球和月球的第二拉格朗日点，虽然该点不存在天体，但它比较特殊，可以使探测器在那里长期驻留。关于原因，这就要涉及到三体运动。
虽然三体运动问题是不能精确求解的，但在特殊情况下可以得到五个特解。如果其中两个天体远远大于第三个，那么，最小的那个天体对另外两个大天体的引力作用可以忽略不计，这就是限制性三体问题。
在现实中，地球和月球可以视作两个大质量天体，而探测器可以视作引力忽略不计的小质量天体。基于这种情况，可以计算出地球和月球周围的空间中有五个特殊点，它们被称为拉格朗日点。地球与月球在五个拉格朗日点的引力作用处于平衡状态，于是，质量很小的探测器就能在该点与地球和月球保持相对静止。
第一拉格朗日点L1位于地球和月球连线之间，距离月球约6.5万公里。第二拉格朗日点L2位于地球和月球连线上，并且是位于月球的外侧，距离月球约6.5万公里。第三拉格朗日点L3位于月球轨道上，与月球位置相对，地球处在中间，距离地球约38.4万公里。第四、第五拉格朗日点L4、L5位于地球和月球组成的两个等边三角形的顶点上，距离地球约38万.4公里。
对于处在L2点（或者L1和L3）的探测器，地月对其施加的共同引力刚好充当探测器环绕地月共同质心运动的向心力，所以探测器能够在此长时间驻留。
由于月球背向地球，嫦娥四号要在月球背面登陆将无法直接与地球进行通信，所以我国先把鹊桥号中继卫星送到L2点周围较为稳定的晕轨道上，让它环绕该点运动，从而能够保障嫦娥四号和地球的通信。
火星一号
既然有人问，我就必须科普一波。在以后的太空争霸中拉格朗日点极其重要！大家对这方面关注不多，希望这篇文章引起大家的重视。
在未来一个世纪的太空任务中，我们主要还是围绕太阳系展开。
不管是航天器还是飞船在地外空间至少会受到两个天体以上的引力束缚。
比如鹊桥中继卫星，不仅受到地球引力，还受到月球引力，当然也包括太阳。
但是在地月系统中，太阳对嫦娥四号的引力干扰相对来说小得多。我们通俗理解时，可以将其忽略。
我现在问你一个问题，鹊桥号不仅受到地球的引力，还受到月球的引力。在两个力的共同作用下，如何才能让鹊桥号保持相对静止？
其实这是一个比较简单的物理问题。
数学家欧拉曾经列出公式求解，算出来三个解。也就是说：第三个物体处于这三个解的空间点上，会和两个大天体保持相对静止的状态。后来法国数学家拉格朗日又找到了两个解。现在有五个解可以满足第三个物体与两个天体保持相对静止的状态，也就是空间上的五个点。图中已经列出L1～L5。
为什么非要把航天器发到这五个点上呢？难道不可以随便发吗？
当然了，理论上鹊桥中继卫星可以随便绕月球的一个点旋转。但是不稳定又耗能。
如果探测器绕拉格朗日点旋转，基本费不了多少能耗，很省电。这就意味着光伏板收集到的太阳能就足以维系中继卫星的运动所需。
如果随便绕一点，那么费的能量可大了去了，弄不好还得给中继卫星装个核动力电池，这一来费用就老高了。
以上还都不是关键点。最重要的是：绕拉格朗日点旋转的中继卫星可以与地球和月球保持相对静止，这样信号传送就极其稳定。探月器可以稳定的把信息传给中继卫星，中继卫星也可以稳定的把信息传到地球。
如果不是在拉格朗日点上，那信号就不稳定，甚至断断续续，更甚的是直接失联。
地月拉格朗日点是五个，既然要探测月球背面，当然选择L2点最合适。
你可能会问，为什么要绕L2旋转呢？静止停在上面不行吗？肯定不行，在惯性情况下要么匀速直线运动，要么静止。如果你不启动引擎，要么就远离月球直线运动了，要么你就相对于月球某时刻的空间固定一点。但月球总是在运动啊，你必须时刻相对于月球某点相对静止，而不是只是某一刻，那么你就必须运动起来。
怎么运动？直线运动肯定不行？那就绕点旋转呗。
但要注意：中继卫星绕L2旋转可不是简单的圆周或者椭圆轨道，而是三维非规则曲线
现在可以想象，如果我们要探测火星，探测太阳。是不是也需要这样的拉格朗日点呢？
在两体系统只有五个拉格朗日点，在以后的太空争霸中，谁先占先得。即便一个拉格朗日点可以发射多个航天器，但数量也是极其有限的。这真是抢占太空资源。
如果我们要探测太阳，就需要找地日系统的拉格朗日点。而地日最合适的点就是图中的L1，航天器在这个点上距离地球最强，也是地日的直线上一点。L3就在太阳后面了，通信是个大问题。目前地日的L1点已经被美国的SOHO日光层探测器占领。
中国曾经也计划发射太阳探测器，也就是“夸父计划”，本来都计划好在2014发发射，但是目前被推迟了。
不过还好，我国已经率先抢占了地月系统的L2点了。
科学认识论
来个简单通俗的解释吧。
借用附图所示，显然L2点同时受到地球和月球的引力，并且引力是在同一方向上叠加的（二者之和），所以L2点根本不是“引力平衡点”，L2点的意义并不是地、月引力相互抵消的点。
那么，L2点的意义在哪里呢？
关键在于月球在绕地球公转，而中继卫星必须与月球同步绕地球公转（周期相同），同时又与月球保持“相对静止”。
如果月球的质量为零，那么中继卫星的最佳位置就是月球绕地球的公转轨道（它待在月球旁边，与月球一起绕地球公转就行了）。
但月球质量显然不是零，所以中继星如果待在月球公转轨道，一定会被月球引力吸引而落向月球。
因此，必须找到某个轨道，既能与月球同步绕地球公转，又不被月球引力拉到月球上。这样的轨道就是拉格朗日点轨道。
选择L2点，是因为嫦娥四号是在月球背面着陆。
另外，L2点并不是一个“点”，而是以地球为圆心，在太空中的一个“圆圈”（近似圆圈，哈哈，其实更像是一只苹果的轮廓。）
所以，把L2点称为引力平衡点反而会令人费解，称为轨道平衡点似乎更好。
高手s
L2点位于地球和月球的连线延长线上，地球和月球的引力同方向，于是很多朋友就想不通了，引力不会把卫星拉到月球上吗？
其实这忽略了一个情况，由于月球是围绕地球转动的，L2点也在绕地球运动。地球和月球的引力共同提供了鹊桥卫星的向心力，而鹊桥卫星的运动角速度恰好等于月球的角速度（这正是L2点的意义）。于是，地，月，鹊桥中继星的相对位置可以不变。
但是如果鹊桥卫星恰好在L2点，对地通讯就被月球挡住了，起不到中继作用。因此卫星要在L2点附近，绕地月连线的延长线做圆周运动，其半径大于月球半径，使得地球能直接看到鹊桥卫星。这个运动的向心力主要由地月引力提供，但是印象中不是自稳的，由于存在进动等非常复杂的关系，需要用燃料微调。
味冷
今年5月21日我国在西昌卫星发射中心将一颗地月通信中继卫星发射升空，这颗命名为“鹊桥”中继卫星经过十几天的飞行后，最终飞行到距离地球大约40万公里的L2点运行。这个点恰好位于地球和月球引力的平衡点，所以在这个点运行的卫星只需要很少的燃料就可以长期保持在轨运行，而且受地球和太阳的引力可以保持相对静止运行，所以可以将通信中继卫星或者天文望远镜等航天器发射到这个点来实现通信中继任务或者对太阳或者宇宙进行观测等任务。
我国今年5月份将鹊桥中继卫星发射到L2点，主要是因为我国昨天凌晨发射的嫦娥4号月球探测器需要降落在月球背面（就是我们看到的月亮的另一面），但是贸然将航天器发射到月球背面，由于月球本身的遮挡，我们会失去会嫦娥4号航天器的控制和通信需求。所以这个时候就需要一名快递员给嫦娥4号和地球之间传输数据，这就是鹊桥号中继卫星的使命。将鹊桥号中继卫星发射到L2点后，在这个点刚好可以看到月球背面和地球，所以L2点也是鹊桥中继卫星最佳运行位置，当然也是嫦娥4号探月器能够成功探测月球背面的关键一步。
“鹊桥”号中继卫星的成功发射也是世界上第一颗能够长期在这个点运行的卫星。而L2点是法国数学家拉格朗日推到出来的，这个点共有5个，所以L2点也被成为拉格朗日点。当然这个点并没有什么星体，只不过这个L2点刚好处于月球和地球连线的延长线上，所以可以作为月球背面和地球之间的通信中继点，同时这个点也是太阳和地球引力的平衡点，所以并不需要耗费大量燃料就可以长期运行，并非静止不动，而是绕这个点做小范围圆周运动，同时在这个点的鹊桥号中继卫星除了在特殊时期为嫦娥4号提供通信中继任务外，在平时还可以利用搭载的探测器对月球表面远距离观测。
魑魅涅槃
首先因为地球质量大，月球质量小，卫星质量更小。
你想象一下，卫星在地球与月球之间的某一个点，计算卫星在这个点分别受到地球与月球的引力，总能找到一个点，这个点卫星受到地球大，受到月球引力小，地球引力减月球引力，合力提供圆周运动的向心力，方向想地球，刚好够卫星做圆周运动。这是L1。
现在再来想象另一种情况，地球在左边，月球在右边，卫星在更右边，这次卫星收到地球月球引力的方向都向左，刚好有个点，这个点上卫星收到两引力的合力方向向地球，大小刚好给卫星提供圆周运动的向心力。这就是L2 。
大概就是这个意思，纯手打，希望有所帮助。
dingyi_1997
拉个朗日点的计算（不考虑太阳引力）：
假设地球质量M1，月球质量M2，中继卫星质量M3，地月距离L。R为中继卫星距离地球质心的距离。
GM1M3/R²=GM2M3/（L-R）²，解这个方程R=(2M1L±（（-2M1L）²-4（M1-M2）M1L²）^(1/2))/2(M1-M2），带入相关数据就可以求出R。
哇长门
以太阳系做参考系 l2点集合，应该是个地球公转椭圆轨道线内外40-48万公里的s形波浪曲线。原因是：考虑到地球绕太阳公转，鹊桥每个月有一次处于太阳，地球和月球连线之间的某个点上，此时，鹊桥容易被太阳吸到太阳方向，远离地球和月球，此刻鹊桥应该减速离月球和地球稍近点来克服太阳引力，同理在三体连线延长线，鹊桥应加速(多耗燃料)稍远离地月来克服太阳引力。整个过程鹊桥在地求绕太阳公转轨道上上下类似s形波动逆时针运行，麻烦的是鹊桥需要自己一个月自旋转360度来用天线对着地球。
loveYou365
这个拉格朗日点卫星，就跟地球同步卫星类似！地球同步卫星距离地球36000公里的赤道平面上，运行周期等于地球自转周期！而拉格朗日卫星，是距离地-月系通的质心一定距离（这个距离可以算出来，原理和推导地球同步卫星的步骤类似），周期等于地-月系统“自转”周期！这里可以看出，拉格朗日卫星并不是绝对静止的，它只是围绕地-月系统质心做圆周运动，周期和月球绕地球公转周期一样！
