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

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Za sześć lat pracę na Księżycu ma rozpocząć koparka, projektowana przez ekspertów z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Dostarczy pył księżycowy do urządzenia, które przetworzy go na wodę i tlen. Testy koparki rozpoczną się w lipcu w Warszawie.
      W 2025 r. Europejska Agencja Kosmiczna planuje wysłać pierwszą w historii misję testową (Lunar ISRU), której celem będzie pozyskanie lokalnych zasobów Księżyca. Kluczowym zadaniem będzie wyprodukowanie z nich wody i tlenu w urządzeniu, które znajdować się będzie na powierzchni Srebrnego Globu.
      W projekcie bierze udział zespół z Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej CBK PAN w Warszawie.
      Rozwijamy nasz własny projekt małej koparki księżycowej, której zadaniem będzie pozyskanie pyłu księżycowego - opowiada PAP lider przedsięwzięcia, Gordon Wasilewski z CBK PAN. W lipcu w Warszawie odbędą się jej testy.
      CBK PAN wchodzi w skład jednego dwóch międzynarodowych konsorcjów (koordynuje je belgijska firma Space Applications Services), pracujących nad samobieżnymi maszynami, które miałyby pozyskiwać zasoby księżycowe.
      Wierzchnia, pylasta warstwa księżyca (tzw. regolit) może być ważnym elementem dla przyszłych misji załogowych na Srebrnym Globie. Pył ten składa się głównie z tlenu, krzemu, żelaza, wapnia, tytanu, glinu i magnezu.
      Dlatego regolit będzie można wykorzystać nawet do stworzenia struktur mieszkalnych - można go spiekać, tworząc bardzo twarde i wytrzymałe materiały budowlane. Ze względu na obecność w pyle krzemu - rozważa się również wykonanie z niego paneli fotowoltaicznych.
      Planowany eksperyment Europejskiej Agencji Kosmicznej w 2025 r. będzie polegał jednak na czymś innym. Nasza koparka będzie miała za zadanie przetransportowanie regolitu do reaktora termochemicznego. Ten z kolei będzie główną częścią lądownika i odpowiedzialny będzie za przetworzenie tlenków metali obecnych w regolicie i produkcję m.in. wody - ważny składnik dla przetrwania przyszłych misji załogowych na Księżycu - opisuje Wasilewski.
      Nasza koparka ma wielokrotnie pozyskać i przekazać regolit, a przy tym wszystkim zgromadzić informacje geologiczne, które pozwolą nam jeszcze dokładniej zaprojektować ten proces w większej skali - dodaje naukowiec.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińska misja Chang'e-4 ponownie przesyła dane po dwutygodniowym okresie uśpienia. Łazik Yutu-2 wybudził się dzień wcześniej od samego lądownika. Oba urządzenia zostały uśpione na czas księżycowej nocy, podczas której temperatura spada do -190 stopni Celsjusza.
      Chang'e-4 to pierwsza w historii misja badająca niewidoczną z Ziemi stronę Księżyca.
      Z pomiarów wykonanych przez Chang'e-4 wynika, ze temperatura płytkiej warstwy gleby po niewidocznej stronie Księżyca jest niższa niż dane uzyskane przez amerykańskie misje Apollo po stronie widocznej. Różnica ta prawdopodobnie wynika z różnego składu gleby po obu stronach naszego satelity. Konieczne jest przeprowadzenie dalszych badań, mówi Zhang He, dyrektor misji.
      Astronauci z misji Apollo lądowali po widocznej stronie Księżyca. Zostawili tam instrumenty, które przez lata mierzyły temperaturę warstw znajdujących się pod powierzchnią satelity.
      Jako, że na pierwszy rzut oka widać, iż obie strony Księżyca wyglądają różnie, można było się spodziewać, że w różny sposób przechowują ciepło. Jednak nie można było tego jednoznacznie stwierdzić bez lądowania na niewidocznej stronie Księżyca. Teraz, dzięki Chińczykom, mamy okazję badać ten obszar.
      Zarówno lądownik jak i łazik zostały wyposażone w radioizotopowe źródła ciepła, które zapobiegają ich zamarznięciu w czasie księżycowych nocy. Jako, że oba urządzenia wybudziły się tak, jak planowano, można stwierdzić, że pracują prawidłowo. Teraz mogą korzystać z docierającego do nich światła słonecznego. To jednak rodzi kolejne problemy, gdyż za dnia temperatura mocno rośnie. Łazik Yutu-2 został przed dwoma dniami ponownie wprowadzony w stan hibernacji, co ma uchronić go przed przegrzaniem. Podobnie było w dniach 6-10 stycznia. Łazik, gdy się wybudza, przemierza powierzchnię Księzyca, badając ją za pomocą radaru i spektrometru.
      Dzięki Chang'e-4 powinniśmy lepiej zrozumieć naszego naturalnego satelitę.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grupa Robocza ds. Nomenklatury Układu Planetarnego Międzynarodowej Unii Astronomicznej zaaprobowała nazwanie dwóch księżycowych kraterów na cześć 50. rocznicy misji Apollo 8. Kratery zyskały nazwę Anders's Earthrise (wschód Ziemi Andersa) i 8 Homeward (Podróż do domu 8).
      Oba kratery są widoczne na słynnym kolorowym zdjęciu Ziemi wykonanym przez Williama Andersa. Widzimy na nim Ziemię wyłaniającą się zza Srebrnego Globu. To najbardziej znane zdjęcie wykonane podczas misji Apollo 8. Uważa się, że zapoczątkowało ono szeroki ogólnoświatowy ruch ochrony przyrody.
      Jako, że Księżyc i Ziemia są ze sobą grawitacyjnie powiązane, osoba stojąca na Księżycu, nigdy nie zobaczy wschodzącej Ziemi. Jednak Apollo 8 leciał wokół Księżyca, dzięki czemu jego załoga, Frank Borman, James Lovell i William Anders mogli cieszyć oczy niezwykłym widokiem.
      Misja Apollo 8 trwała od 21 do 27 grudnia 1968 roku. W Wigilię Bożego Narodzenia astronauci 10-krotnie okrążyli Księżyc, przesłali obrazy na Ziemię i przeprowadzili transmisję telewizyjną na żywo.
      Grupa Robocza ds. Nomenklatury Układu Planetarnego jest odpowiedzialna za nadawanie nazw elementom krajobrazu w Układzie Słoneczym. Dotychczas oba wspomniane kratery były oznaczone jedynie literami.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Titanic zatonął 14 kwietnia 1912 r. po zderzeniu z górą lodową w czasie swego dziewiczego rejsu. Takie są fakty, z którymi wszyscy muszą się zgodzić, można jednak dywagować, czemu w ogóle do tego doszło. Najnowsza teoria głosi, że wszystkiemu winien jest Księżyc.
      W styczniu 1912 r. Księżyc znalazł się najbliżej Ziemi od ponad 1400 lat. Wskutek tego powstała bardzo wysoka fala pływowa, która doprowadziła do wprawienia w ruch gór lodowych z płytkich wód Półwyspu Labrador i Nowej Fundlandii.
      Gdy góry lodowe podróżują z Grenlandii na południe, często wpływają na płytkie wody Półwyspu Labrador i Nowej Fundlandii i utykają tam, póki wysoki odpływ nie wyniesie ich na obszar Prądu Labradorskiego. To może wyjaśnić obfitość gór lodowych wiosną 1912 r. Nie twierdzimy, że wiemy, gdzie góra lodowa Titanica była w styczniu 1912 r., lecz to możliwy scenariusz - uważa Donald Olson, fizyk z Uniwersytetu Stanowego Teksasu w San Marcos.
      Artykuł Olsona, Russella Doeschera i Rogera Sinnotta ukazał się w kwietniowym numerze pisma Sky & Telescope. Badaczy z Teksasu zainspirowała wizjonerska praca zmarłego oceanografa Fergusa J. Wooda, który sugerował, że przez zbliżenie Księżyca do Ziemi 4 stycznia 1912 r. mogły wzrosnąć pływowe siły grawitacyjne.
      Trio ustaliło, że miał wtedy miejsce pływ sygizyjny, czyli zjawisko pływowe, które powstaje, kiedy Księżyc, Słońce i Ziemia znajdują się w linii prostej. Superperygeum miało miejsce po 6 minutach pełni. Dzień wcześniej Ziemia znalazła się w punkcie przysłonecznym.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak dowiedział się serwis Space.com NASA rozważa zbudowanie w pobliżu ciemnej strony Księżyca stacji, która będzie punktem tranzytowym dla astronautów wybierających się w dalsze regiony przestrzeni kosmicznej. Redaktorzy Space.com dotarli do notatki Williama Gerstenmaiera, dyrektora NASA ds. operacji i operacji załogowych. Z datowanego na 3 lutego bieżącego roku dokumentu dowiadujemy się, że utworzono zespół, którego zadaniemjest opracowanie planu wykorzystania punktu libracyjnego 2.
      Punkty libracyjne (punkty Lagrange’a) to miejsca w przestrzeni, w układzie dwóch powiązanych grawitacyjnie ciał, w których ciało o pomijalnej masie można pozostawić w spoczynku względem tych ciał. W układzie dwóch ciał znajduje się pięć punktów libracyjnych.
      Układ Ziemia-Słońce posiada punkt libracyjny L2, który znajduje się - z punktu obserwatora na Słońcu - za Ziemią. Według identycznego schematu oznacza się punkty libracyjne dla układu Ziemia-Księżyc, zatem L2 (ściślej EML-2 od Earth-Moon Libration 2) znajduje się, patrząc z Ziemi, poza naszym satelitą, po jego ciemnej stronie.
      Z notatki Gerstenmaiera dowiadujemy się, że właśnie EML-2 jest preferowanym punktem umiejscowienia stacji, która ma w najbliższym czasie posłużyć ludzkiej eksploracji kosmosu. Zdaniem przedstawicieli NASA umieszczona tam stacja ma pomóc w badaniu okolic Księżyca, asteroidów, księżyców Marsa oraz pozwoli na dotarcie człowieka na Czerwoną Planetę. Co więcej, na Księżycu mogłyby zostać umieszczone zdalnie sterowane roboty, które wykonywałyby polecenie operatorów ze stacji.
      Podczas budowy stacji zostaną wykorzystane Space Launch System oraz Orion Multi-Purpose Crew Vehicle.
      W notatce wymieniono sześć kluczowych punktów, które muszą być spełnione, by projekt się udał:
      - nawiązanie międzynarodowej współpracy na skalę taką, jaka ma miejsce przy ISS,
      - zaangażowanie amerykańskich prywatnych przedsiębiorstw, które miałyby zająć się logistyką, co pozwoliłoby na obniżenie kosztów, a zarazem ułatwiło rozwój prywatnego przemysłu kosmicznego;
      - rozwijanie infrastruktury wielokrotnego użytku;
      - zastosowanie już istniejących lub wkrótce dostępnych technologii, przy jednoczesnym ciągłym rozwijaniu technologii przyszłości;
      - wykazanie, że cały projekt będzie miał finansowanie przez cały cykl życia;
      - określenie misji, które będzie można wykonywać z użyciem stacji już w najbliższym czasie przy jednoczesnym planowaniu coraz bardziej złożonych misji.
      Wspomniany w notatce zespół badawczy ma przedstawić swoje wnioski już 30 marca bieżącego roku.
      W tym tygodniu w Paryżu odbędzie się spotkanie przedstawicieli agencji kosmicznych z całego świata, podczas którego prawdopodobnie dojdzie do dyskusji nt. propozycji NASA.
×
×
  • Create New...