这张照片显示了位于马里兰州格林贝尔特的戈达德地球物理和天文台的激光测距设备,试图用绿色激光照射月球侦察轨道器(LRO)。法国格拉斯的另一家工厂首次成功地从LRO的机载反射镜上反射了激光(使用红外光)。图片说明 科学家们首次成功地将镜子上的激光反射到了绕月球旋转的宇宙飞船上。从月球表面的反射镜上反射激光是一个古老的技巧。1969年,在月球上行走的宇航员首先将反射器抛在了身后。从那以后,研究人员从这些反射器上反射激光,从而利用光速和激光束所需的时间来精确测量月球与地球之间的距离。回到地球。但是在月球周围的轨道上命中激光是一项艰巨的任务。自2009年以来,月球侦察轨道器(LRO)一直在月球背面装有镜子。但是,近十年来,没有一次成功的激光反弹就过去了。在8月6日发表在《地球,行星与太空》杂志上的一篇论文中,一组研究人员报告了首次成功的激光接触:两次是在2018年9月4日,两次是在2019年8月23日至8月24日之间,法国格拉斯的月球激光测距(LLR)站向LRO发射激光束,并在2.5秒后看到光返回。
为了确保从LRO反射回来的光线返回的方向,背面的镜子比浴室里的镜子复杂。像月球表面上的旧镜子一样,它是一个“角cube”-一系列三维镜,每个字面的形状都像一个立方体的一个角的内部。当激光击中它时,光会反射三遍,然后反射镜的几何形状将其沿精确的方向返回。
动画演示了角cube棱镜反射器如何将光反射回原来的方向。 (图片来源:V.pantaloni / Wikimedia Commons / CC BY 4.0)跟踪LRO随时间的运动本身就是一个有趣的科学项目。但是,研究人员写道,这四个成功的激光接触无法提供足够的数据来跟踪该运动。LRO的移动速度仍然太快且无法预测,无法可靠地被激光击中,并且所有四个接触都是在研究人员描述为理想条件下完成的。月亮,LRO和法国都排好队以提高激光接触的几率。 阿波罗11号宇航员巴斯·奥尔德林(Buzz Aldrin)进行了两次实验,他和尼尔·阿姆斯通(Neil Armstong)留在月球上。他的右手是一个角锥反射镜,这是美国宇航局宇航员最终将其沉积在月球表面上的五分之一。(图片来源:尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)/美国国家航空航天局(NASA)从长期来看,对LRO反射镜的研究可以帮助解决棘手的问题,从而影响留在月球表面的反射镜。随着时间的流逝,所有这些镜子的反射率都降低了,研究人员不确定为什么。但是这种质量下降使精确测量变得更加困难。问题可能是长期暴露在太阳辐射下会削弱镜子。在这种情况下,LRO的反射镜应随时间推移以相同的速度减弱。研究人员写道,或者,月亮稀薄的大气层中的月尘或微弱的雾霾可能会遮挡镜子。在这种情况下,即使表面反射镜退化,LRO的反射率也应随着轨道高度的变化而大致保持不变。最初发表在《生命科学》上。 |