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從阿波羅11號開始的月球雷射測距實驗。

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復歸反射器英语Retroreflector,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。[1][2][3][4][5]

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早期的測試,阿波羅和月球車编辑

 
阿波羅15號的LRRR.
 
阿波羅15號的LRRR圖解。

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對始用Q-開關紅寶石雷射也完成了相似的測試[6]。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[7]月球車2號的陣列仍繼續將信號反射回地球[8]。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[9]

成果编辑

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[10]
  • 月球很可能有個液態的核心,大約是月球半徑的20% [8]
  • 宇宙中的萬有引力是非常穩定的。從1969年迄今牛頓重力常數 G的變化上限值小於1*10-11[8]
  • 在高精度下已排除任何"諾特維特效應" (使地球和月球朝向太陽,與組成相關的微分加速度) 的可能性[11][12],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[8]

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。

圖集编辑

相關條目编辑

參考資料编辑

  1. ^ 李语强; 伏红林; 李荣旺; 等. 云南天文台月球激光测距研究与实验. 中国激光. 2019, 46 (1): 0104004. 
  2. ^ 中国科学院云南天文台国内首次实现月球激光测距. 中国科学院云南天文台. 2018-01-23. 
  3. ^ 李常明. 我国首次成功实现月球激光测距. 央视新闻客户端. 2018年01月24日. 
  4. ^ 鲁暘筱懿. 国内首次完成月球激光测距,怎么做到的?. 知识就是力量杂志 (凤凰网科技). 2018年01月26日. 
  5. ^ 赵汉斌. 王硕, 编. 国内首次实现月球激光测距:让“嫦娥”遥而可及. 科技日报 (中国新闻网). 2018年01月24日. 
  6. ^ Bender, P. L., The Lunar Laser Ranging Experiment, UCSD
  7. ^ McDonald, Kim. UC San Diego Physicists Locate Long Lost Soviet Reflector on Moon. UCSD. April 26, 2010 [27 April 2010]. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 James G. Williams and Jean O. Dickey. Lunar Geophysics, Geodesy, and Dynamics (PDF). ilrs.gsfc.nasa.gov. [2008-05-04].  13th International Workshop on Laser Ranging, October 7–11, 2002, Washington, D. C.
  9. ^ It’s Not Just The Astronauts That Are Getting Older. Universe Today. March 10, 2010 [10 March 2010]. (原始内容存档于2010年3月13日). 
  10. ^ Bills, B.G., and Ray, R.D., Lunar Orbital Evolution: A Synthesis of Recent Results, Geophysical Research Letters, 1999, 26 (19): 3045–3048, doi:10.1029/1999GL008348 
  11. ^ Adelberger, E.G., Heckel, B.R., Smith, G., Su, Y., and Swanson, H.E., Eötvös experiments, lunar ranging and the strong equivalence principle, Nature, 1990-Sep-20, 347 (6290): 261–263, Bibcode:1990Natur.347..261A, doi:10.1038/347261a0 
  12. ^ Williams, J.G., Newhall, X.X., and Dickey, J.O., Relativity parameters determined from lunar laser ranging, Phys. Rev. D, 1996, 53: 6730–6739, Bibcode:1996PhRvD..53.6730W, doi:10.1103/PhysRevD.53.6730 

外部連結编辑