Отражатели на Луне: мифы и реальность

[НеПрохожий]

http://bolshoyforum.com/wiki/index.php/%D0%9B%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%9B%D1%83%D0%BD%D1%8B

Испускаемый лазерный луч должен быть как можно лучше сколлимирован - чем меньше расходимость, тем лучше. Наилучшая реально достижимая расходимость - примерно 1 угловая секунда. Она складывается из дифракционного расширения луча, обусловленного диаметром выходного луча θ = λ / d, где λ - длина волны, d - диаметр луча (диаметр телескопа), точностью изготовления и настройки оптической системы, размывания луча за счёт турбулентности атмосферы. При диаметре луча, выходящего из телескопа, более метра дифракционное расширение луча пренебрежимо мало. Турбулентное расширение луча в атмосфере принципиально неустранимо. Единственный способ от него избавиться - выносить лазерно-локационную систему в стратосферу или даже на орбиту за пределами атмосферы.

Пока луч будет преодолевать атмосферу, он частично поглотится, частично рассеется, частично пройдёт. Для обсерваторий указывается средний коэффициент прозрачности атмосферы Кα - для Крымской астрофизической обсерватории, к примеру, он равен 73%. Аналогичное поглощение и рассеяние произойдёт в атмосфере при возвращении пучка фотонов. Количество фотонов NM, которые достигнут Луны, равно NM = KαNt.

Среднее расстояние между центрами Луны и Земли R принимается равным 384 467 км, перигей 363 104 км, апогей 405 696 км.

Луч, имеющий расхождение θ 1 угловая секунда, на Луне осветит пятно диаметром D примерно 1,9 км, при большей расходимости диаметр пятна пропорционально увеличивается. При малых углах можно пользоваться приближением tg(θ) = sin(θ) = θ, соответственно D = Rθ. Площадь пятна


 В первом приближении можно принять, что пятно освещено равномерно. На самом деле, распределение даже не гауссовское, а существенно неравномерное, обусловленное турбулентностью[3], но при суммировании результатов по нескольким экспериментам, чтобы выделить полезный сигнал на фоне шумов, эта неравномерность сгладится.
Ну никак тут не проходит такое приближение! Конечно же в центре пятна фотонов будет больше

[НеПрохожий]

вот это очень даже сомнительное утверждение: "Также указан совершенно неуместный коэффициент γ ослабления из-за скоростной аберрации - cкоростная аберрация имеет место только для смещения видимого положения источника относительно действительного[8], о коэффициенте ослабления из-за скоростной аберрации просто некорректно говорить."
Если "источник" УО на движущейся Луне, то так оно и есть.
Считаем :


где n - число зарегистрированных фотоэлектронов, W - энергия импульса лазера в Джоулях, S0 - площадь отражателя в м2, Sτ - площадь телескопа, λ - длина волны, h - постоянная Планка, c - скорость света в вакууме, R - расстояние до Луны, θ - расходимость луча после атмосферы, θ' - ширина диаграммы отражателя, γ - коэффициент ослабления сигнала за счёт скоростной аберрации, Кt и Кr - коэффициенты, учитывающие потери в передатчике и приёмнике, Кφ - квантовая эффективность ФЭУ, К0 - коэффициент отражения УО, Кα - пропускание атмосферы, при этом даны следующие значения: W=4 Дж; S0=640 см2; Sτ=5,3 м2; λ=694,3 нм; R=380 000 км; θ≈10"; θ'≈6"; γ≈0,6; Кt≈0,6; Кr≈0,25; Кφ≈0,09; К0≈0,9; Кα≈0,7; тогда n≈0.5 .
Вот что не нравится: 640 СМ2 и 5.3 М2
   0,064   квадратного метра наверное так лучше

694,3 нм=6.943E-7 м
380 000 км = 380 000 000 метров

Это n≈0.5 результат Кокурина
Сейчас посчитаем, возможно Насенник ошибся

[НеПрохожий]

Итак у Кокурина 0.5 фотона все верно.
Теперь Насенник:
"(Указан явно завышенный угол расходимости лазерного пучка 10", в той же статье говорится о 5", а в современных работах по лазерной локации говорится о расходимости 1" [6] [7]. Также указан совершенно неуместный коэффициент γ ослабления из-за скоростной аберрации - cкоростная аберрация имеет место только для смещения видимого положения источника относительно действительного[8], о коэффициенте ослабления из-за скоростной аберрации просто некорректно говорить.)

Далеко не все фотоны, попавшие в телескоп, будут зарегистрированы. Для начала они пройдут через пространственный фильтр и узкополосный спектральный фильтр. Коэффициент пропускания спектрального фильтра на рабочей длине волны равен примерно 40%.

Фотоны, прошедшие через фильтр, попадают на фотопреобразователь - либо фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), либо фотодиод (лавинный фотодиод) или даже матрицу фотодиодов. ФЭУ-77, использовавшийся в КрАО, имел квантовый выход Кφ 0.09[3][5]. Современные лавинные фотодиоды регистрируют единичные фотоны, т.е. имеют квантовый выход практически 1.

Сигнал с фотопреобразователя подвергается фильтрации для снижения шума. В первых экспериментах по лазерной локации ставились 2 фотопреобразователя, выходы которых объединялись через логическую схему совпадения по "И" - сигнал засчитывался, если оба фотопреобразователя одновременно принимают фотоны.[9] В современных системах используется временной фильтр, пропускающий сигнал только во время короткого окна пропускания длительностью 500 нс.[7] "
Хорошо 10 вместо 5 получаем 1 фотон, хорошо 0.6 заменим на 1  приблизительно 2 фотона...А что дальше?

[НеПрохожий]

Некорректно и рассуждение про регистрацию фотонов "один в один"- надо смотреть а что было тогда?

[НеПрохожий]

Собираю из публикаций сведения о локации. Скажем, Apache Point Observatory по А-15. Тут - 0.408 фотона на импульс, вот тут 0.95, а вот тут аж 3.15 фотона на импульс. Величины даются усреднёнными по сериям из 5000 импульсов.

Надо сосредоточится на вопросе о том, что сама Луна местам работает как отражатель но большей площади и с коэффициентом отражения больше 0,12
Кокурин если и посчитал неправильно 0,5 фотона он не учел главного: конкуренции лунного грунта большой площади с необычными светоотражающими свойствами , который сам по себе "отражатель" отправляет свет туда откуда он пришёл и рабочие  углы такого "отражателя" и устойчивость к радиации ,разнице температур линейной и объемной деформации , сублимации и метеоритным атакам просто абсолютная. Такому "отражателю" Все по барабану и такой отражатель реально может лоцировать, играть роль искусственного отражателя.
Что касается "ошибок" Кокурина и Алешкиной я бы не торопился с такими  выводами параметры их расчёта конечно запредельны это очевидно, но не столь уж фантастичны.

[НеПрохожий]

Мне тут на неделе позвонил Турышев. Я сначала попытался из него первичную информацию выжать по почте, но он её так и не дал, зато сам позвонил по скайпу. Почти час общались. (Стал бы он просто так от нехер делать 50 минут со мной разговаривать?) Тем не менее, выражаю ему свою благодарность за предоставленные статьи. В общем, сам Турышев считает, что количество принятых фотонов - это совершенно неважно. Ему интересно не количество принятых фотонов, а время их прибытия. Подробности частного разговора не могу рассказывать, но, по-моему, он остался очень расстроенным.

Сравнение трёх статей одного автора об одном и том же инструменте с тремя совершенно разными цифрами подтверждает тезис Хомы о том, что у НАСА, куда ни ткнись, это общий принцип. Когда речь идёт о характеристиках инструмента, при этом в разных статьях значения расходятся в несколько раз, означает, что это не измерительный прибор, а "показометр", "резинка от трусов". Такие цифры невозможно анализировать, они просто недостоверны.

Кстати, вот что писали в Apollo 11 Preliminary Science Report  (стр.175 по документу, стр. 165 по файлу)
Перевожу. "Измеренные отсчёты могут иметь три возможных источника: отклики от отражателя, отклики от лунной поверхности или случайные шумовые отражения (имеется в виду в направлении оси телескопа) от солнечного света и фона. Статистически от 35 до 50 шумовых отражений и примерно 30 отражений от лунной поверхности можно ожидать из 1200 выстрелов. Поскольку числа согласуются, в допустимых пределах, с полным измеренным количеством, это не очевидно, что измерялись отклики от отражателя."

Т.е. не только Кокурин сотоварищи, но и американцы прямо так и писали, что нет уверенности в том, что они лоцируют отражатели, а не грунт.

Интересно проследить эволюцию статей о лазерной локации в Apollo Preliminary Science Report. Если про 11 написана большая подробная интересная статья, то про 14 статейка убогая, а в отчёте про 15 вообще ничего нет про лазерную локацию.

Бывает может у него депрессия была
Кокурин взял запредельные цифры но повторю я не нашёл их фантастическими, и ещё кое что он не учел что делает вероятность возврата фотонов в регистратор почти невозможным событием не то что 0,5фотонов.
Меня убеждать в том что и наши и америкосы лоцировали грунт не надо, я автор этой идеи, но основанием я считал не тот факт, что в УО И ОБРАТНО попадёт в регистратор несколько сот фотонов, а как раз наоборот НОЛЬ фотонов ноль вероятность  такой локации УО такого размера, вместо него лоцировали грунт, локацию которого нагло выдали простакам , А ВОТ ГРУНТ ДА ОТ нескольких фотонов до 0,1 и менее фотонов на импульс. И пики всплески от грунта как случайно показали клоуны Разрушители Легенд не размазываются и точно такие же как и всплески , которые америкосы выдают за УО
Проверю предварительные расчёты того что вероятность локации УО равна нулю возвратные фотоны не попадут на регистратор, отдам на редакцию математика своим знакомым и выложу, но я теперь практически убеждён, Кокурин не преуменьшил количество фотонов на импульс в возвратном луче от УО , а наоборот ПРЕУВЕЛИЧИЛ
Вот отсюда как раз и следует что лоцировали грунт а не УО

[НеПрохожий]

Все эти движения относительно пупа Вселенной к задаче локации Луны отношения не имеют. При решении задачи локации Луны необходимо учитывать только взаимное движение Луны и Земли и скорость распространения света. При наличии на луноходе2 активного фотодатчика Квант1 задача вообще простенькая, навести по датчику - раз плюнуть....
При наклоне поверхности к лучу  такие "грунтовые отражатели" могут помешать только расположенные справа - слева, а те, что сзади - спереди, отсекаются по времени.

Нет не простенькая  задача и я не имел ввиду движения относительно пупа Вселенной. Если бы плюнуть...Кокурин бы не жаловался, что получается херня какая то, похожая на локацию...грунта.
Америкоска телка в очках из шоу "Разрушителей"  четко показала...ничего подобного:

[НеПрохожий]

Правильно, мордой об стол это самовлюбленное растение. И не забывай, что луноходы беспризорно ездить по Луне туда-сюда никак не могли, другого контроля за ними кроме УО не было, а значит весь расчетно-квантовый бред всех вместе взятых теоретиков остается на их нечистой совести. Сам подумай: у простой задачки есть готовый ответ, а решить ее корректно и без дурацких допущений умничающие не в состоянии. Чего стоит их мнение, ась?
Кстати, свой расчет я  давно давал,  о блуждающих лунных кристаллах лихо так завернул, в космонавтике.

Расчет Кокурина в принципе имеет  очень большие изъяны и не верен в том смысле, что он кратно завысил ВЕРОЯТНОСТЬ попадания возвратных фотонов от УО в регистратор при той схеме локации без упреждения, без учета атмосферных явлений, рефракции не стабильного характера, без учета "атмосферы" Луны из пылевых частиц, без учета неравномерности движения Луны и ...Земли относительно Солнца. Так вот все предельно просто: на краях светового пятна (а в центр УО не попадал точно) фотонов грубо так раз в 1000 будет меньше, чем в средине пятна. Ну и результат соответствующий, так грубая прикидка: 0.00000005 фотона на импульс.
Глупости не надо печатать про то, что "другого контроля за ними кроме УО не было".УО Луноходу нужен был как мертвому припарка.
Я не сомневался никогда, что америкосы лоцировали грунт вместо УО и знали и знают,  может кто то первым и высказал до меня это предположение, но автор такой гипотезы мне не известен. Когда я перечитал Кокурина и его простенькую формулу и арифметический расчет на пальцах я был очень удивлен этой откровенной туфте.
Но Кокурин то должен знать вот это например:
Баврин, И. И. « Высшая математика» (Часть 2 «Элементы теории вероятностей и математической статистики»), и это он должен знать:
Кокурин не школяр,  авторитет он известный и не идиот это явно, неучем его обозвать тоже язык не повернется, это не соответствует реальности.
Все Кокурин должен был знать про это:
Колмогоров А. Н. Основные понятия теории вероятностей. М., ГНТИ, 1936.
Колмогоров А.Н. Основные понятия теории вероятностей. 2-е издание. М.: Наука, 1974.
Колмогоров классик, его лично и его основные  постулаты, кто  учился на математических или физических факультетах знают как "Отче наш"
И что он нам подсовывает эту хрень:


Это для простаков! Ничего общего с реальностью этот ЗАВЫШЕННЫЙ расчет не имеет. Необходимо использовать идеи Колмогорова для расчета ВЕРОЯТНОСТНОГО по своей сути попадания фотонов в регистратор после такой схемы локации и после локации ТАКИХ УО
Что касается кристаллов, они должны быть там на поверхности Луны без вариантов,  это и метеориты и вулканическая деятельность и такие кристаллы однозначно повысят коэффициент отражения от участка поверхности Луны, с 0.07 до 0.7 а этого хватит для получения всплеска и при наличии миллионов таких кристаллов-не сомневайтесь они на реальной Луне есть

[НеПрохожий]

А вероятность как "гений" собрался считать попадания УО в центр пятна?
p=St/S?
У" гения", как и Кокурина все прсто:
"Вероятность попадания фотона в УО или в телескоп прямо пропорциональна площади телескопа и обратно пропорциональна площади сечения пучка.
p=St/S
Эта формула справедлива не для каждого конкретного выстрела, а в среднем, в статистике по серии из нескольких сотен или тысяч выстрелов."
Нет не все так просто в данном случае!
Вот для повышения  уровня гениальности:
"В современном математическом подходе классическая (то есть не квантовая) вероятность задаётся аксиоматикой Колмогорова. Вероятностью называется мера P, которая задаётся на множестве X, называемом вероятностным пространством. Эта мера должна обладать следующими свойствами:


"Вероя́тность (вероятностная мера) — численная мера возможности наступления некоторого события.

С практической точки зрения, вероятность события— это отношение количества тех наблюдений, при которых рассматриваемое событие наступило, к общему количеству наблюдений. Такая трактовка допустима в случае достаточно большого количества наблюдений или опытов."
Повторю для "гения" это он считает , что в площади сечения пучка  фотоны распределены РАВНОМЕРНО! Но ничего подобного нет, вот доказательство:

Вероятность  попадания УО в центр пятна, вероятность попадания в центр пятна регистратора фотонов возвратного луча, где количество фотонов максимально эта вероятность ничтожна! А разница между центром пятна  и краем пятна  может достигать значительных величин. Нет это я создам тему "Лазерная локация" и размажу гения ...как и другого гения размазал-опровергателя закона Архимеда!

[НеПрохожий]

Гений додумался до выравнивая до гауссовского вот такого:



Зеленая линия соответствует стандартному нормальному распределению

[НеПрохожий]

Разделить общее количество фотонов на площадь пятна получим количество фотонов на кв метр, плюс учесть неравномерность их попадания, плюс учесть вероятность попадания пятна в центр  которого попал бы УО...и тогда все кардинально измениться

[НеПрохожий]

Лазерная локация — LIDAR (англ. Light Detection and Ranging, лидар)  технология получения и обработки информации об удалённых объектах с помощью активных оптических систем, использующих явления отражения света и его рассеивания в прозрачных и полупрозрачных средах.
Оптическая локация
Оптический локатор (схема и принцип действия)

Оптическая локация, совокупность методов обнаружения, измерения координат, а также распознавания формы удалённых объектов с помощью электромагнитных волн оптического диапазона — от ультрафиолетовых до дальних инфракрасных. О. л. позволяет с высокой точностью (до нескольких десятков см) производить картографирование земной поверхности, поверхности Луны, определять расстояние до облаков, самолётов, космических, надводных и подводных (используя зелёный участок спектра) объектов, исследовать распределение инверсионных и аэрозольных слоев в атмосфере. Практически создание оптических локаторов с большой дальностью действия, высокими точностью и разрешающей способностью стало возможным только с появлением таких мощных источников когерентного излучения, как оптические квантовые генераторы — лазеры. В О. л. используются те же принципы определения координат, что и в радиолокации: оптический локатор облучает объект с помощью передатчика и принимает отражённое от него излучение при помощи приёмника. Электрический сигнал на выходе приёмника содержит информацию о параметрах лоцируемого объекта; характеристики этого сигнала в среднем пропорциональны координатам объекта. Методы обнаружения объектов оптическим локатором и определения их угловых координат в основном такие же, как в теплопеленгации (см. Инфракрасное излучение), а методы определения дальности такие же, как в радиолокации. Вследствие квантового характера взаимодействия лазерного излучения с детектором приёмника и когерентности лазерного излучения методы обработки сигнала в О. л. являются статистическими. Если оптический локатор определяет только расстояние до объектов, он называется электрооптическим дальномером.
Особенно многих интересует лазерная локация дальних планет в частности Луны.

[НеПрохожий]

Водитель Лунохода жив и ориентировал он Луноход  на восток

[НеПрохожий]

http://www.moscowaleks.narod.ru/galaxy168.html

Поскольку на призмы отражателя влиял нагрев солнечным излучением, эксперимент проводился только ночью. Это создавало новые проблемы, основные из которых - создание лазерно-локационной аппаратуры, установленной на телескопе диаметром 2,6 м, и точное наведение телескопа в условиях лунной ночи, когда не видно никаких "опорных точек". Но проблемы все же были решены, и в результате были получены точные данные о расстоянии до Луны, отличавшиеся от расчетных на 800-900 м. Это нацеливает исследователей либо на поиск более точной теории, либо на поиски ошибок в определении расчетных параметров приборов.

А вот ещё один момент Истины локация шла именно лунной ночью как я ранее и предполагал, и нет никаких гарантий что при локации попадали в цель.
Все совершенно правильно солнечная радиация и солнечное излучение препятствовало локации

[НеПрохожий]

ЭТО ЖЕ ПРОСТО ПЕСНЯ , ЕСЛИ ЧИТАТЬ ВЕСЬ ОТРЫВОК!
http://www.moscowaleks.narod.ru/galaxy168.html
"Эксперимент по лазерной локации уголкового отражателя был выделен особо. Его основная цель - измерение точного расстояния от Земли до Луны - дала бы возможность проверить справедливость теоретических расчетов, учитывающих различного рода возмущения. Величина расхождения между теорией и практикой позволила бы ответить на вопрос - имеет ли смысл поиск более точной теории, чем существующая ныне, которая дает точность в несколько километров. Подобные опыты уже проводились с начала 60-х годов. В американских работах 1962-1963 гг. была тщательно отработана методика эксперимента (погрешность измерений составила 150 м). Советские же опыты (1965 г.) дали результат с погрешностью 200 м. На "Луноходе-1" был установлен изготовленный во Франции уголковый отражатель, обладающий тем свойством, что отраженный луч всегда возвращается параллельно падающему, под каким бы углом падающий луч ни пришел. Сеансы лазерной локации были проведены одновременно из Крымской астрофизической обсерватории и из ; французской обсерватории Пик-дю-Миди. : Поскольку на призмы отражателя влиял нагрев солнечным излучением, эксперимент проводился только ночью. Это создавало новые проблемы, основные из которых - создание лазерно-локационной аппаратуры, установленной на телескопе диаметром 2,6 м, и точное наведение телескопа в условиях лунной ночи, когда не видно никаких "опорных точек". Но проблемы все же были решены, и в результате были получены точные данные о расстоянии до Луны, отличавшиеся от расчетных на 800-900 м. Это нацеливает исследователей либо на поиск более точной теории, либо на поиски ошибок в определении расчетных параметров приборов. "

А почему интересно падающий и отраженный луч...параллельны? Что нарушение законов Оптики? (Угол падения равен углу отражения. И в 1962 году никаких УО не декларировали. Как америкосы получили этот результат?
Как они решили проблему молчат. Будем искать!
Но вывод однозначный и правильный лазерная локация возможно только в условиях лунной ночи. Америкосы значит нагло врут
И какова вероятность без видимых опорных точек попасть в цель? Да ещё с упреждением! Да еще с учетом рефракции с учетом  изменения параметров Атмосферы, когда луч с Земли может попасть куда угодно при отклонении даже в Зените ...так как же это возможно?
Поскольку на призмы отражателя влиял нагрев солнечным излучением, эксперимент проводился только ночью!!!
Это же надо было так точно мне угадать. А ведь я не знал, что наши лоцировали только ночью и это предположение  сделал на основе общеизвестных законов Физики
Плюс "конкуренция" с солнечными фотонами, если лоцировать лунным днем.
Плюс "конкуренция" фотонов лазера отраженных от УО, площадь 0.1 м2...и отраженных от участков Луны на площади 25 квадратных км  25 000 000 m2  (Двадцать пять миллионов метров квадратных) Если учесть, что поверхность Луны сама своеобразный "отражатель", то  как там с вероятностью фиксации фотонов от грунта...а не от уголкового отражателя ночью?

[НеПрохожий]

[НеПрохожий]

На втором Луноходе был якобы прибор, который фиксировал попадание лазера в Луноход, но это ничего не изменит. Конкуренция фотонов от грунта и от УО очевидна

[НеПрохожий]

Поскольку на призмы отражателя влиял нагрев солнечным излучением, эксперимент проводился только ночью.

Это в рамочку!

[Ltlekz49]

На втором Луноходе был якобы прибор, который фиксировал попадание лазера в Луноход, но это ничего не изменит. Конкуренция фотонов от грунта и от УО очевидна

Какая конкуренция! Они имеют разные свойства, что позволяет отстроиться от грунта.
Отражение от грунта "размазано" по времени прихода за счёт: 1) -общего наклона поверхности Луны к линии визирования, которое отсутсувует только вблизи центра видимого диска Луны; 2) -общей неровности поверхности.
Поэтому от сигнала отражённого грунтом можно отстроиться селекцией по времени прихода, и размещать отражатель практичнее вдали от центра Луны. Модуляция зондирующего импульса также улучшила бы возможности селекции отражённого отражателем от помех.

[НеПрохожий]

Нет не размазано, америкашки получали такие же всплески от грунта, что и от своих мифических "УО"