(Рис. NASA)

Как измеряется расстояние Земля–Луна?

Отвечает профессор, доктор наук Михаил Краснуха из Астрономического Центра имени Николая Коперника ВЫ, редактор Мира Науки.

В период между 1969 и 1973 на нашем естественном спутнике находится пять зеркал, предназначенных для отражения передаваемых с Земли лазерных импульсов. Два zawiozły там советские Lunochody, три – астронавт экспедиции Аполлон-11, 14 и 15. Самый большой из них расположен в месте посадки Аполлона 15, который расположен на юго-восточном краю Моря Дождей (Mare Imbrium), у подножия Лунных Апеннин (Montes Apenninus). Это прямоугольный набор 300 (12 × 25) retroreflektorów диаметром 3.8 см, каждый из которых имеет три ортогональных по отношению друг к другу зеркальные поверхности и благодаря этому отражает падающий nan фотоны точно в направлении их источника.

Зеркало лунный свет освещает лазером, расположенной параллельно оптической оси телескопа. Лазерный луч не является непрерывным, а состоит из идущих в подобные промежутки „пакетов фотонов” с фиксированной толщиной. После отражения от Луны небольшая часть первоначального количества фотонов попадает в детектор в фокусе телескопа. Зная точную скорость и примерное время прибытия к цели фотонов с каждой пачки, вы можете отличить их от не связанных с экспериментом „фотонов фона” и зарегистрировать точное время их прибытия, что эквивалентно измерения расстояния Земля–Луна.

Изначальная средняя точность измерения составляла 15 см, а в 2005 году выросла до 2 см (то есть до шести миллиардные измеряемой величины!). Разовый рекорд пал во время Лунного затмения 13 апреля 2000 года, когда kierowanemu на Жана-Франсуа, а Mangina команде из Observatoire de la Côte d’Azur удалось получить точность 1.3 мм. С 2006 года в Apache Point Observatory в Нью-Мексико реализует программы, направленные на повышение средней точности в 1 мм. Тамошний лазер „стреляет” сложными пакетами с примерно 3 × 1017 фотонов, которые складываются в тонкий диск толщиной 2 см. Доехав до Луны посылка имеет диаметр 2 км, а после возвращения на Землю – 15 километров. Ее размытие делает, что, несмотря на большой диаметр телескопа (3.5 м) в детектор попадает лишь один до трех фотонов. Однако ученые из Apache Point подошли уже к запланированной точности.

Результаты 40-летних измерений позволили точно определить параметры орбиты Серебряного Шара. Благодаря этому prześledzono траекторию его движения за последние 3400 лет, что позволило точная датировка затмений, описанных в документах и текстах, исторических. Было установлено также, в частности, что от посадки Апполона 11 Луна дальше от Земли в темпе 38 мм в год, а гравитационная постоянная изменилась, в то время как максимум в 10-11 своей стоимости. Соответственно долго повторяемые измерения с точностью до 1 мм позволят проверить гипотезы, касающиеся внутреннего строения Луны и наблюдать тонкие эффекты, предсказанные общей теорией относительности, и даже сделать вывод, что не следует ее заменить на одну из альтернативных теорий гравитации. К сожалению, после 40 лет обстрелов лунных зеркал через mikrometeoryty и высокой энергией частиц солнечного ветра мощность отраженного сигнала уменьшилась почти в 15 раз и по-прежнему слабеет. Если в ближайшее время эти отработавшие конструкции не будут заменены лучший и эффективными, работа в команде с Apache Point может пойти насмарку.