Учените са изпращали сигнали до Луната. Най-накрая си върнаха един

(Крис Мийни/НАСА)

Когато Лунният разузнавателен орбитър на НАСА ( LRO ) пристигна в орбита около Луната през 2009 г. учените веднага започнаха да го обстрелват с лазери.

По-конкретно, те изстрелваха лазери към малък рефлекторен масив с размерите приблизително на книга с меки корици, опитвайки се да отразят светлината обратно към Земята. И след почти 10 години най-накрая успяха.

Това е първият път, когато фотони са били успешно отразени обратно към Земята от лунна орбита. И не само ни дава нов начин за извършване на измервания на и около Луната - може да ни помогне да разберем условията на лунната повърхност, които биха могли да унищожат инструментите, поставени там преди повече от 50 години.

Програмата Аполо видя астронавти да посещават Луната от 1969 до 1972 г. Но те не бяха в нея само за кратко. Те оставиха след себе си (среддруги неща) оборудване за непрекъснат мониторинг, като напр сеизмометри и трилазерни рефлектори. Съветската космическа програма също постави рефлектори там на роботизирани роувъри - две от тях, за общо пет между двете космически агенции.

Защо лазерни рефлектори? Е, ако изпратите наистина мощен лазерен лъч към Луната и измерите колко време е необходимо, за да отскочи обратно, можете да направите наистина точно измерване на разстоянието между двете точки въз основа на скоростта на светлината. Така можем да определим колко далеч е Луната с точност до милиметър.

С течение на времето тези измервания могат да нарисуват картина на движението на Луната. Така знаем Луната има течно ядро , въз основа на това как се върти; и ако има твърд материал в това течно ядро, това от своя страна може да ни каже как Луната някога е захранвала своето магнитно поле.

Подобни прецизни измервания също са начинът, по който знаем, че Луната бавно се отдалечава от Земята със скорост около 3,8 сантиметра (1,5 инча) на година . Измерванията на разстоянието могат да ни кажат толкова много, ако сме търпеливи.

„Сега, когато събираме данни в продължение на 50 години, можем да видим тенденции, които не бихме могли да видим иначе“, каза планетарният учен Ерван Мазарико от Центъра за космически полети Годард на НАСА. „Лазерната наука е дълга игра.“

Но има един проблем. С течение на времето количеството светлина, върнато от тези лунни рефлектори, е намаляло до едва 10 процента от това, което би трябвало да бъде. И не е ясно защо.

Въпреки това, ако има нещо, което Луната има в грандиозно изобилие, това е прахът. Въпреки че няма атмосфера и следователно няма вятър, който да раздвижи този прах, ударите от малки микрометеорити може да се изместят достатъчно, за да покрият бавно рефлекторите.

И така, тук се намесва LRO рефлекторът. Ако можем да получим сигнали, отразени от неговия рефлектор, учените могат да сравнят резултатите от повърхностните рефлектори.

С помощта на моделиране това може да помогне да се определи причината за намаляващата ефективност на повърхностните рефлектори - и може би да разкрие точно на каква бомбардировка с микрометеорит е подложена Луната и колко прах вдига тази бомбардировка.

Въпреки това е много по-лесно да се каже, отколкото да се направи. Достатъчно трудно е да се отрази лазер от рефлектори на лунната повърхност, до голяма степен поради атмосферните ефекти на Земята и електромагнитното затихване. Рефлекторът на LRO е още по-предизвикателен. Това е малка, бързо движеща се цел само 15 на 18 на 5 сантиметра (6 на 7 на 2 инча) и е средно на 384 400 километра (238 900 мили) от Земята.

Първоначалните опити на екипа да достигне рефлектора, използвайки зелена видима светлина, бяха неуспешни. Но след това те се обединиха с учени от Университета Кот д'Азур във Франция, които бяха разработили инфрачервен лазер - светлина, много по-ефективна при проникване на газ и облак.

На 4 септември 2018 г. станцията за лазерно измерване в Грас, Франция за първи път записа инфрачервена лазерна светлина, отскачаща от LRO.

След това, в две сесии на 23 и 24 август 2019 г., резултатът беше повторен - освен този път, екипът също завъртя се космическият кораб да ориентира рефлектора към Земята, демонстрирайки как да създадете възможности за двупосочно лазерно определяне на обхвата, вместо просто да чакате LRO да се завърти в правилната посока.

Върнатата светлина беше минимална - само няколко фотона. Все още не е достатъчно, за да можем да разберем какво блокира рефлекторите на лунната повърхност. Но с течение на времето дори няколко фотона могат да изградят достатъчно картина, за да ни кажат повече.

Не само LRO измерванията представляват интерес тук. Работата на екипа демонстрира подобренията, които могат да бъдат направени с помощта на инфрачервен лазер вместо оптичен, проникващ по-далеч и потенциално позволяващ използването на много по-малки рефлектори.

„Този ​​експеримент предоставя нов метод за проверка на теориите за натрупване на прах в продължение на десетилетия на лунната повърхност“, пишат изследователите в статията си .

„Това също така показа, че използването на подобни масиви на борда на бъдещи лунни спускаеми и орбитални апарати може да подкрепи целите на LLR за лунна наука, особено с места за кацане близо до лунните крайници и полюси, които биха имали по-добра чувствителност към лунната ориентация.“

Изследването е публикувано в Земя, планети и космос .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.