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导语：你对月球了解多少？月球上的特殊棱镜作者：空城 原创作品 禁止搬运
一九六九年 7 月 21 日 ， 尼尔·阿姆斯特朗和埃德温·“巴兹”·奥尔德林从月球发射升空 ， 他们在宁静基地留下了几个包裹 。 一个是太阳能地震仪 ， 它收集了 21 天的观测数据 ， 然后在 8 月下旬到期 。 另一个是一个铝制框架 ， 里面装满了大块的熔融石英玻璃 ， 看起来有点像高科技蛋箱 。
除了阿波罗 14 号和 15 号留在月球上的类似设备外 ， 该仪器仍在工作——这是唯一一个继续提供数据的阿波罗表面实验 。
被称为月球激光测距后向反射器 ， 它将激光脉冲反射回地球上的光源 。 科学家们对每个脉冲的往返旅行时间进行计时 ， 从而使他们能够将地月距离测量到一毫米以内 。 半个世纪以来的这些观测提供了对月球轨道形状、月球自转摆动和其他参数的精确测量 。 这些反过来又帮助科学家们确定了月球的衰退率 ， 探索了它的内部结构 ， 并将引力理论测试到了一些迄今为止获得的最高精度水平 。
【你对月球了解多少？月球上的特殊棱镜】
“这是一项古老的技术 ， 它为我们提供了关于重力如何工作的一些最好的科学 ， ”加州大学圣地亚哥分校的物理学教授汤姆·墨菲说 ， 他自 2000 年代初就领导了一个月球激光测距项目 。
月球上的特殊棱镜阿波罗宇航员留在月球上的设备由角立方体反射器阵列组成 。
“这些就像特殊的棱镜——它们的形状就像房间的上角 ， ”自 1960 年代以来一直从事该领域工作的马里兰大学帕克分校物理学教授麦克说 。 “你可以在角落里扔一个网球 ， 它会击中所有三个侧面并弹回你 。 月球反射器做同样的事情 。 不同的是 ， 你一次最多可以发送 1023个光子 ， 当一个光子回来时你会很高兴 。 ”
麦克唐纳天文台的 2.7 米望远镜向月球发射激光 。 这台望远镜是德克萨斯大学奥斯汀分校的一部分 ， 从 1969 年到 1980 年代中期进行了激光观测 ， 当时激光测距被转移到了一个较小的望远镜上 。
光子通过望远镜射向月球 ， 例如新墨西哥州阿帕奇角天文台的 3.5 米望远镜 ， 这是迄今为止进行月球激光测距的最大仪器 。 负责阿帕奇点天文台月球激光测距操作的墨菲说 ， 激光以 100 皮秒的脉冲发射——“光弹”只有 2 厘米厚 。
每个脉冲只有几个光子返回望远镜 ， 但望远镜在每次测距期间发射数千颗激光子弹 ， 使其每次可以收集数千个光子 。 统计分析消除了单个光子之间的距离差异 ， 产生了到月球的距离 ， 精度约为 1 毫米 。
阿波罗每月大约六次到达月球 ， 并在每次会议期间瞄准所有五个后向反射器 。 法国的另一个主要月球测距站法国蔚蓝海岸天文台使用较小的望远镜 ， 但已开始使用红外激光进行测距 ， 其效率约为标准绿色激光的 8 倍 。
一系列科学贡献
月球激光测距的第一个科学贡献是准确测量月球远离地球的速度：每年 3.8 厘米 。 撤退是地球上海洋潮汐的结果 ， 导致地球的自转周期缓慢增加 。 为了平衡关于地月系统整体运动的书籍 ， 月球加速 ， 使其远离地球 。
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