Расстояние до Луны. Как его измерить?
Луна – удивительное небесное тело, которое играет очень значительную роль в жизни нашей планеты. Один из самых интересных объектов Солнечной системы.
В 1969 году астронавты программы «Аполлон» оставили yна Луне первую из трёх коробок, размером с чемодан со встроенными рефлекторами. Тогда специалисты НАСА предполагали, что однажды мы будем способны использовать лазеры для измерения расстояния до Луны с большей точностью. И они были правы.
Обсерватория лазерной телеметрии Apache Point в штате Нью-Мексико – современная разработка учёных. Оборудование, установленное тут, использует эти рефлекторы, чтобы определять расстояние до Луны с точностью до толщины ногтя.
Спутник Земли. Как далеко он от нас?
Вот как работает эта система. Во-первых, лазер нацеливается на движущийся объект с движущегося источника, находящегося на расстоянии 400 000 километров через искажения, вызванные земной атмосферой. На телескопе установлен лазер. Его свет летит к нашему спутнику, где он падает на рефлекторы, оставленные астронавтами «Аполлона». Это особый вид зеркал, которые отражают свет точно туда, откуда он пришел. Эти рефлекторы посылают обратный сигнал точно в Apache Point.
Учёные могут измерить время, за которое свет совершает путешествие от Луны и обратно с невероятной точностью. Это позволяет измерять расстояние с точностью, иногда доходящей до 1 миллиметра. Преимущество лазерного луча в том, что он способен очень быстро преодолевать большие расстояние.
Расстояние до Луны и обратно составляет 800 тысяч километров. Так что на этот путь свет затрачивает примерно 2,7 секунды. Но у лазера Apache Point есть свои риски. Если хоть одно из необходимых условий безопасности не соблюдено, затвор закрывается, чтобы лазер не светил.
Самолёты – главная забота работников станции. Поэтому учёные предупреждают авиа диспетчерскую службу, чтобы они не пускали самолёты в воздушное пространство над обсерваторией. Это не может необратимо повредить зрение, но вероятно, скажется на приборах ночного виденья, что крайне нежелательно.
Используя прицельную камеру для наведения лазера, специалисты находят примету на Луне, расстояние до которой от рефлектора уже известно. По ней они точно могут сказать где находятся рефлекторы скрытые в темноте.
Бывает так, что верхние слои атмосферы смазывают картинку прибора. Из-за неподходящих условий лазерный луч расширяется и рассеивается, проходя через земную атмосферу дважды.
Лазерный луч для измерений
Лазерный луч Apache Point достигает спутника менее чем за 2 секунды. Если бы вы стояли на Луне, то увидели бы яркую точку света зелёного цвета. Поток фотонов в свете лазера очень большой интенсивности, чтобы он гарантировано отразился. Это похоже на бросание горы песка на батут, находящийся на расстоянии 400 тысяч километров, надеясь, что несколько песчинок отскочит назад. Чем больше песчинок бросишь, тем выше шансы получить что-либо в ответ.
