月球激光测距实验

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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復歸反射器，並且測量反射光返回的確實時間。

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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[1]。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[2]。月球車2號的陣列仍繼續將信號反射回地球[3]。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[4]。

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[5]。
  • 月球很可能有個液態的核心，大約是月球半徑的20% [3]。
  • 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1011之1[3]。
  • 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[6][7]，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[3]。

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]

  • 阿波羅14號的月球Retro 反射器 (LRRR)。

  • APOLLO 的光子脈衝返回時間記錄。

  • 月球車1號 － 最左邊的小結構體是錐反射鏡。

  • 在德國巴伐利亞魏採爾 (Wetzell) 的月球雷射測距站。

  • 雷射測距設備。

相關條目 [编辑]

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參考資料 [编辑]

  1. ^ Bender, P. L., The Lunar Laser Ranging Experiment, UCSD
  2. ^ McDonald, Kim. UC San Diego Physicists Locate Long Lost Soviet Reflector on Moon. UCSD. April 26, 2010 [27 April 2010]. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 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.
  4. ^ It’s Not Just The Astronauts That Are Getting Older. Universe Today. March 10, 2010 [10 March 2010]. [失效連結]
  5. ^ 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 
  6. ^ 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, doi:10.1038/347261a0, Bibcode 1990Natur.347..261A 
  7. ^ Williams, J.G., Newhall, X.X., and Dickey, J.O., Relativity parameters determined from lunar laser ranging, Phys. Rev. D. 1996, 53: 6730–6739, doi:10.1103/PhysRevD.53.6730, Bibcode 1996PhRvD..53.6730W 

外部鏈結 [编辑]

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