Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

40 lat szukali lusterka… na Księżycu

Recommended Posts

W 1970 roku na Księżycu wylądował radziecki bezzałogowy statek misji Łuna-17. Razem z nim na Srebrny Glob przyleciał zdalnie sterowany, prawie dwumetrowy pojazd Łunochod-1. Zaprojektowany z myślą o trzymiesięcznej pracy, działał niemal rok, nim zamilkł. Oprócz wykonania wielu zdjęć i przebadania próbek gruntu jego zadaniem było pozostawienie na powierzchni specjalnego reflektora, mającego odbijać promienie lasera. Przez czterdzieści lat, co może wydawać się dziwne, nie można było tego reflektora znaleźć.

Reflektor ten, wykonany we Francji, składał się z trzech luster, ustawionych prostopadle do siebie nawzajem. Przeznaczeniem takiej szczególnej konstrukcji jest odbijanie padającego nań światła dokładnie w kierunku, skąd przybyło. Oświetlając taki reflektor promieniem lasera z Ziemi można precyzyjnie mierzyć odległość, prędkość ruchu i inne parametry. Mając do dyspozycji więcej reflektorów o dokładnie znanej pozycji można mierzyć inne fizyczne parametry, łącznie z odkształcaniem się globu, nierównomiernością obrotów, z czego można wywnioskować budowę wewnętrzną, środek ciężkości i podobne szczegóły. Nic dziwnego, że naukowcom tak zależy na czymś pozornie tak błahym, jak pozostawione lusterko.

Reflektory takie zostały pozostawione również przez Łunochoda-2 oraz trzy amerykańskie misje: Apollo 11, 14 i 15. Niestety, ten pozostawiony przez Łunochoda-2 sprawuje się bardzo kiepsko, zwłaszcza kiedy oświetla go Słońce. A do precyzyjnych pomiarów potrzebne są przynajmniej cztery. Nic dziwnego, że przez cztery dekady odnalezienie zaginionego instrumentu było marzeniem badaczy Księżyca. Wiadomo było mniej więcej, gdzie statek Łuna-17 wylądował, ale przez cztery dekady poszukiwań reflektora nie dało się namierzyć.

Udało się to dopiero zespołowi naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, którym kieruje prof. Tom Murphy. Rozglądali się oni za radzieckim reflektorem od dwóch lat, ale bez skutku. Przełomem okazały się zdjęcia wysokiej rozdzielczości wykonane przez satelitę NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, które wykorzystywane są do tworzenia dokładnych map powierzchni Srebrnego Globu. Zespół Uniwersytetu Stanu Arizona, zajmujący się kamerą LRO dopiero niedawno zlokalizował miejsce lądowania Łuny-17. O całe kilometry od miejsca, gdzie się go spodziewano i szukano. Zdjęcia pozwoliły na określenie miejsca z dokładnością do stu metrów. Potem potrzeba było jeszcze dostępu do odpowiedniego teleskopu. 22 kwietnia laserowe impulsy wysłane z teleskopu w Nowym Meksyku pozwoliły - po półgodzinnej pracy - określić miejsce z dokładnością do 10 metrów oraz odległość od Ziemi z dokładnością do jednego centymetra. Z podobną dokładnością zostanie również określone położenie reflektora, nastąpi to w ciągu kilku miesięcy.

Ale już teraz zespół z San Diego cieszy się ze znaleziska, bo reflektor sprawuje się doskonale, znacznie lepiej, niż ktokolwiek się spodziewał. Za jakiś czas będzie można mierzyć przebieg księżycowej orbity z dokładnością do jednego milimetra, a w rezultacie zająć się wymarzonymi pomiarami odchyleń, wynikających z teorii względności Einsteina. Ponadto uczeni liczą na to, że wreszcie odkryją, dlaczego w okolicach księżycowej pełni skuteczność reflektora spada dziesięciokrotnie - to istotne, ponieważ planowane jest umieszczenie na Księżycu kolejnych przyrządów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ano, precyza co najmniej imponująca... swoją drogą, ciekawe, jaką rozszerzalność cieplną ma Księżyc :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przecież Amerykanie od czasów misji Apollo dokonują takich pomiarów. Cytuję: "Na Księżycu znajdują się trzy odbłyśniki pryzmatyczne pozostawione w miejscu lądowania wypraw Apollo 11, 14 i 15 oraz dwa mniejsze odbłyśniki konstrukcji francuskiej, zainstalowane na radzieckich pojazdach Łunochod-1 i 2. Lokalizacja tych miejsc jest w pierwszym linku. Odbłyśniki nie są lustrami lecz zespołami kilkudziesięciu specjalnych pryzmatów, zdolnych odbijać światło lasera dużej mocy połączonego z precyzyjnie prowadzonym teleskopem, sterowanym systemem komputerowym. Odbłyśnik odbija światło lasera padające pod różnymi kątami, stąd wystarczająca część tego światła wraca do sprzężonego z laserem sporego teleskopu.

 

Odbłyśniki stale zajmują pierwotne położenie i nie ma potrzeby regulacji ich położenia.

 

Odbłyśniki od niemal 40 lat służą do precyzyjnych pomiarów odległości Ziemia-Księżyc i obecnie rekordowa dokładność takich pomiarów sięga - uwaga: -2mm!!! Pomiary maja na celu precyzyjne monitorowanie zmian orbity Księżyca. Pomiary laserowe wykonywane są przez amerykańskie obserwatoria astronomiczne McDonald i Apache Point, francuskie Cote d Azur, ponadto ta tematyką zajmuje się obserwatorium uniwersyteckie w Monachium."

 

http://physics.ucsd.edu/~tmurphy/apollo/lrrr.html

http://www.einsteins-theory-of-relativity-4engineers.com/apollo.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Laser_Ranging_Experiment

http://www.apo.nmsu.edu/

Share this post


Link to post
Share on other sites

A czy nie masz wrażenia, że dokładność pomiaru zależy od liczby punktów odniesienia? Dokładnie tak samo działa GPS

Share this post


Link to post
Share on other sites

Kubatre, nie napisałeś praktycznie nic, czego by nie było w artykule. Po co powtarzasz to, co jest napisane powyżej? Na dodatek z przekłamaniami.

 

Apollo 11, 14 i 15 oraz dwa mniejsze odbłyśniki konstrukcji francuskiej, zainstalowane na radzieckich pojazdach Łunochod-1 i 2. Lokalizacja tych miejsc jest w pierwszym linku

No to zerkamy, co est w twoim linku:

Lunokhod 1 was successfully ranged during its maneuvering phase, but has not been seen since—likely due to a poor parking job. Lunokhod 2 is still used, though the large size

No to gdzie tu masz dokładną lokalizację Łunochoda-1? Wyraźnie napisano, że nie widziano go od tego czasu z powodu „kiepskiego parkowania”.

 

Odbłyśniki nie są lustrami lecz zespołami kilkudziesięciu specjalnych pryzmatów

Wracamy do zawartości podanego przez ciebie linka:

Retroreflectors, or corner-cube prisms, are optical devices that return any incident light back in exactly the direction from which it came. The central design concept is a trio of mutually perpendicular surfaces such as is found at the corner of a cube (look up into the corner of the room where the ceiling hits the walls). If these three surfaces are reflective, a light ray will bounce off each in turn, with the net result being a precise 180° turn.

Jak nazwiesz powierzchnię odbijającą światło? Chyba lustrem?

 

2-lostreflecto.jpg

A retroreflector is a set of three mirrors, each at a perpendicular angle to the others, that will reflect light directly back in the direction from which it came. Credit: Solar Physics/Montana State University

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jurgi, chciałem dobrze, ale wyszło jak zawsze. Sorry. Późna pora stępiła moją czujność, lecz nie Twoją. Chwała Ci. Ale uczciwie zaznaczyłem, że cytuję.

Pozdrawiam

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie ma sprawy. :D

Wydaje mi się, że trochę namieszało ci wymieszanie informacji o retroreflektorach amerykańskich i radzieckich. Cały przyrząd (przynajmniej ten z Misji Apollo) jest faktycznie zestawem pryzmatów, ale każdy taki pryzmat składa się właśnie z trzech luster, o czym pisałem. Lokalizacja lądowania Łuny-17 była znana, ale mniej więcej, ale nie dokładnie. Retroreflektory były wykorzystywane, ale brakowało uczonym przynajmniej jeszcze jednego dla precyzji.

Można się nieco zgubić. Zwłaszcza, że ja też pisałem tekst późno i na pół śpiąco, może nie byłem dość precyzyjny, a nie chciałem zarzucać tekstu milionem technicznych szczegółów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe kto czyści te lusterka?? (od 50 lat) Pomiary są robione radarami.Drgania globu można zrealizować przez starą metodę zmiany długości fali świetlnej przy kolejnych zdjęciach (w bardzo krótkim odstępie czasowym) wykorzystując światło słoneczne które księżyc odbija.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Samą odległość można zmierzyć pewnie z dokładnością do mm to kwestia dokładnego miernika czasu od wysłania do odbioru fali elektromagnetycznej.

Natomiast to że jest taka dokładność nie oznacza że cały pomiar posiada taką dokładność.

Mierzona jest chwilowa odległość. Natomiast nie znamy przez ten jeden pomiar dokładnego położenia Księżyca (jego środka) tylko dokładną odległość lustra. Niemniej cztery takie lustra dają możliwość zwiększenia dokładności i wyeliminowania zjawiska pływania wyników np. wskutek rozszerzalności cieplnej lub drgań.

Mamy np. że różnice odległości pomiędzy Ziemią a lustrem 1 i Ziemią a lustrem 2 wykazują charakterystyczne zmiany to możemy te zmiany uwzględnić w pomiarach. Mogą to być zmiany zarówno pływające jak i przypadkowe. Zarówno jedne jak i drugie jesteśmy w stanie dzięki kilku pomiarom różnych odległości do różnych luster wyeliminować.

To daje duże możliwości.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...