月球雷射測距實驗是還在進行中的實驗,使用雷射雷達測量地球和月球之間的距離。在地球上的雷射瞄準阿波羅計畫放置在月球上的,並且測量反射光返回的確實時間。
2018年1月,云南天文台利用1.2m望远镜激光测距系统探测到阿波罗15号的月面反射器返回的激光脉冲信号,中国成为继美国、法国、意大利后第四个实现月球激光测距的国家。
早期的測試,阿波羅和月球車
在1962年,麻省理工學院的一個小組使用毫秒長度的脈衝雷射,首次觀測到反射的回波,成功的完成測試。在同年的稍後,克里米亞天文物理天文台的蘇聯團隊始用Q-開關紅寶石雷射也完成了相似的測試。隨著阿波羅11號的組員在1969年7月21日於月球上安置了復歸反射器之後,測量有了更好的精確性。阿波羅14號和阿波羅15號留置在月球上的兩個復歸反射器,對這個實驗也有貢獻。
無人駕駛的蘇聯月球車1號和月球車2號也攜帶了較小的陣列。起初還收到來自月球車1號的反射信號,但從1971年就偵測不到,直到2010年,加州大學的一個團隊使用NASA月球勘測軌道飛行器的影像才重新發現了這個陣列。月球車2號的陣列仍繼續將信號反射回地球。月球車的陣列在陽光直射下執行的效率衰減,當阿波羅計畫要安置反射器時就考慮到這個因素。
成果
這項長期實驗已經有了一些成果:
- 月球與地球的距離以每年3.8公分的速率不斷的逐漸增加,這種速率已經被認為異常的高。
*月球很可能有個液態的核心,大約是月球半徑的20% ,強烈支援強等效原理的有效性。
- 月球雷射測距實驗結果的月球軌道精確度在愛因斯坦引力理論 (廣義相對論) 預測的範圍內。
月球上有反射器的存在被用來反駁阿波羅登月是造假的謬論。例如,APOLLO 合作研究
的光子脈衝返回圖表,顯示在此處,阿波羅登陸地點,有符合錐稜鏡陣列的模組存在。
圖集
Image:ALSEP AS14-67-9386.jpg|阿波羅14號的月球Retro 反射器 (LRRR)。
Image:LunarPhotons.png|APOLLO 的光子脈衝返回時間記錄。
此外,這些實驗的精確度增加了對月球軌道的知識,可以追溯至3,400年的日食食刻。
Image:Wettzell Laser Ranging System.jpg|在德國巴伐利亞魏採爾 (Wetzell) 的月球雷射測距站。
Image:Goddard Spaceflight Center Laser Ranging Facility.jpg|雷射測距設備。
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參考資料
- [http://www.physics.ucsd.edu/~tmurphy/apollo/doc/Bender.pdf Bender, P. L., The Lunar Laser Ranging Experiment, UCSD]
外部連結
- [http://www.lpi.usra.edu/expmoon/Apollo15/A15_Experiments_LRRR.html Apollo 14 Laser Ranging Retroreflector Experiment]
- [http://www.csr.utexas.edu/mlrs/history.html History of Laser Ranging]
- [http://physics.ucsd.edu/%7Etmurphy/apollo/lrrr.html Lunar Retroreflectors History and Position]
- [https://web.archive.org/web/20061112025133/http://www.obs-azur.fr/cerga/laser/laslune/llr.htm Station de Télémétrie Laser-Lune] in Grasse, France
- [https://web.archive.org/web/20110115032142/http://www.washington.edu/newsroom/news/2002archive/01-02archive/k011402.html 2002 article about "UW researcher plans project to pin down moon's distance from Earth"]
- NASA: [http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2004/21jul_llr/ What Neil & Buzz Left on the Moon]
- CNN: [http://www.cnn.com/TECH/space/9907/21/apollo.experiment/ Apollo 11 Experiment Still Returning Results after 30 Years]
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