Лазерная локация Луны - История изменений

Bergson в 17:24, 4 февраля 2019

2019-02-04T17:24:48Z

Bergson: /* Общие принципы лазерной локации */

2019-02-04T17:23:09Z

‎Общие принципы лазерной локации

Admin в 17:21, 4 февраля 2019

2019-02-04T17:21:37Z

Bergson: /* США */

2016-07-02T12:27:17Z

‎США

Bergson: /* США */

2016-07-02T12:24:56Z

‎США

Vitalyn: /* «Луноход-2» */

2014-07-02T10:16:14Z

‎«Луноход-2»

Vitalyn: /* Современное состояние дел с ЛЛЛ */

2013-08-13T16:10:58Z

‎Современное состояние дел с ЛЛЛ

Vitalyn: /* Уголковые отражатели */

2013-05-29T03:32:45Z

‎Уголковые отражатели

Vitalyn: /* Уголковые отражатели */

2013-05-29T03:32:08Z

‎Уголковые отражатели

Vitalyn: /* Уголковые отражатели */

2013-05-29T03:30:17Z

‎Уголковые отражатели

@@ Строка 2: / Строка 2: @@
 Едва только был изобретён [http://ru.wikipedia.org/wiki/%CB%E0%E7%E5%F0 лазер], так сразу же возникла идея попробовать его применить для цели точного измерения расстояния до Луны. <ref name="40let">[http://www.quantum-electron.ru/php/paper_rus.phtml?journal_id=qe&paper_id=2363 Ю.Л.Кокурин. Лазерная локация Луны. 40 лет исследований. «Квантовая электроника», 33, №1 (2003), с. 45-47]</ref> Для этого короткий импульс излучения лазера направляется в сторону Луны, и измеряется интервал времени между излучением лазерного пучка и приёмом отражённого сигнала, а расстояние вычисляется исходя из постоянства [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%EA%EE%F0%EE%F1%F2%FC_%F1%E2%E5%F2%E0 скорости света] в вакууме и учёта задержки распространения сигнала в атмосфере<ref name="refr">[http://www.astronet.ru/db/msg/1190817/node40.html Рефракция.]</ref>. Этому способствует малая расходимость лазерного пучка, обеспечивающая высокую интенсивность освещения цели, монохроматичность, позволяющая выделить слабый полезный сигнал на фоне засветки при помощи узкополосного спектрального фильтра, а также малая длительность импульса, позволяющая выполнять измерение расстояния с высокой точностью (т.е. с малой погрешностью, прямо пропорциональной длительности импульса).
-Советские учёные получили отражённый лазерный сигнал с Луны и измерили до неё расстояние аж  в 1966 году до всех лунных похождений НАСА[http://bolshoyforum.com/images/2019/luna/article_12002.pdf][http://www.jetpletters.ac.ru/ps/775/article_12002.pdf]
+Советские учёные получили отражённый лазерный сигнал с Луны и измерили до неё расстояние аж  в 1966 году до всех лунных похождений НАСА<ref>[http://bolshoyforum.com/images/2019/luna/article_12002.pdf]</ref><ref>[http://www.jetpletters.ac.ru/ps/775/article_12002.pdf]</ref>
 == Теоретические расчёты ==

@@ Строка 2: / Строка 2: @@
 Едва только был изобретён [http://ru.wikipedia.org/wiki/%CB%E0%E7%E5%F0 лазер], так сразу же возникла идея попробовать его применить для цели точного измерения расстояния до Луны. <ref name="40let">[http://www.quantum-electron.ru/php/paper_rus.phtml?journal_id=qe&paper_id=2363 Ю.Л.Кокурин. Лазерная локация Луны. 40 лет исследований. «Квантовая электроника», 33, №1 (2003), с. 45-47]</ref> Для этого короткий импульс излучения лазера направляется в сторону Луны, и измеряется интервал времени между излучением лазерного пучка и приёмом отражённого сигнала, а расстояние вычисляется исходя из постоянства [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%EA%EE%F0%EE%F1%F2%FC_%F1%E2%E5%F2%E0 скорости света] в вакууме и учёта задержки распространения сигнала в атмосфере<ref name="refr">[http://www.astronet.ru/db/msg/1190817/node40.html Рефракция.]</ref>. Этому способствует малая расходимость лазерного пучка, обеспечивающая высокую интенсивность освещения цели, монохроматичность, позволяющая выделить слабый полезный сигнал на фоне засветки при помощи узкополосного спектрального фильтра, а также малая длительность импульса, позволяющая выполнять измерение расстояния с высокой точностью (т.е. с малой погрешностью, прямо пропорциональной длительности импульса).
-[http://bolshoyforum.com/images/2019/luna/article_12002.pdf][http://www.jetpletters.ac.ru/ps/775/article_12002.pdf]
+Советские учёные получили отражённый лазерный сигнал с Луны и измерили до неё расстояние аж  в 1966 году до всех лунных похождений НАСА[http://bolshoyforum.com/images/2019/luna/article_12002.pdf][http://www.jetpletters.ac.ru/ps/775/article_12002.pdf]
 == Теоретические расчёты ==

← Предыдущая		Версия 17:21, 4 февраля 2019
Строка 2:		Строка 2:

	Едва только был изобретён [http://ru.wikipedia.org/wiki/%CB%E0%E7%E5%F0 лазер], так сразу же возникла идея попробовать его применить для цели точного измерения расстояния до Луны. <ref name="40let">[http://www.quantum-electron.ru/php/paper_rus.phtml?journal_id=qe&paper_id=2363 Ю.Л.Кокурин. Лазерная локация Луны. 40 лет исследований. «Квантовая электроника», 33, №1 (2003), с. 45-47]</ref> Для этого короткий импульс излучения лазера направляется в сторону Луны, и измеряется интервал времени между излучением лазерного пучка и приёмом отражённого сигнала, а расстояние вычисляется исходя из постоянства [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%EA%EE%F0%EE%F1%F2%FC_%F1%E2%E5%F2%E0 скорости света] в вакууме и учёта задержки распространения сигнала в атмосфере<ref name="refr">[http://www.astronet.ru/db/msg/1190817/node40.html Рефракция.]</ref>. Этому способствует малая расходимость лазерного пучка, обеспечивающая высокую интенсивность освещения цели, монохроматичность, позволяющая выделить слабый полезный сигнал на фоне засветки при помощи узкополосного спектрального фильтра, а также малая длительность импульса, позволяющая выполнять измерение расстояния с высокой точностью (т.е. с малой погрешностью, прямо пропорциональной длительности импульса).		Едва только был изобретён [http://ru.wikipedia.org/wiki/%CB%E0%E7%E5%F0 лазер], так сразу же возникла идея попробовать его применить для цели точного измерения расстояния до Луны. <ref name="40let">[http://www.quantum-electron.ru/php/paper_rus.phtml?journal_id=qe&paper_id=2363 Ю.Л.Кокурин. Лазерная локация Луны. 40 лет исследований. «Квантовая электроника», 33, №1 (2003), с. 45-47]</ref> Для этого короткий импульс излучения лазера направляется в сторону Луны, и измеряется интервал времени между излучением лазерного пучка и приёмом отражённого сигнала, а расстояние вычисляется исходя из постоянства [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%EA%EE%F0%EE%F1%F2%FC_%F1%E2%E5%F2%E0 скорости света] в вакууме и учёта задержки распространения сигнала в атмосфере<ref name="refr">[http://www.astronet.ru/db/msg/1190817/node40.html Рефракция.]</ref>. Этому способствует малая расходимость лазерного пучка, обеспечивающая высокую интенсивность освещения цели, монохроматичность, позволяющая выделить слабый полезный сигнал на фоне засветки при помощи узкополосного спектрального фильтра, а также малая длительность импульса, позволяющая выполнять измерение расстояния с высокой точностью (т.е. с малой погрешностью, прямо пропорциональной длительности импульса).
		+	[http://bolshoyforum.com/images/2019/luna/article_12002.pdf][http://www.jetpletters.ac.ru/ps/775/article_12002.pdf]

	== Теоретические расчёты ==		== Теоретические расчёты ==

@@ Строка 176: / Строка 176: @@
 В документе<ref name="as11psr" /> приведены результаты нескольких серий экспериментов по лазерной локации.  Особый интерес вызывает 19-ая серия экспериментов, которая была проведена с ошибочным наведением телескопа на 16 км южнее от предполагаемого места установки УО - как нетрудно заметить, результаты в этой серии ничем не отличаются от других серий экспериментов, т.е. из этих экспериментов невозможно различить, производится ли локация УО или же грунта.
 {{начало цитаты}}"The measured range time could have three possible sources: a return from the retroreflector, a return from the lunar surface, or random noise coincidence from reflected sunlight and background. Statistically, 35 to 50 noise coincidence and approximately 30 lunar surface ranges would be expected in 1200 firings. Because the numbers agree, within acceptable limits, with the total number measured, '''it is not obvious that returns from retroreflectors were measured'''."<ref>[http://www.hq.nasa.gov/alsj/a11/a11psr.html]</ref>{{конец цитаты|источник=27 соавторов написали в отчёте NASA SP-214 Apollo 11 Preliminary Science Report: (стр.175 по документу, стр. 165 по файлу)}}
 {{начало цитаты}}Измерения могли иметь три возможных источника: отражения от ретрорефлектора, отражения от лунной поверхности и случайные шумовые совпадения от солнечного света и фона. Статистически от 35 до 50 шумовых совпадения и примерно 30 отражений от лунной поверхности могут ожидаться в 1200 "выстрелов". Поскольку числа соответствуют, в пределах премлемых ограничений, всего измеренным числам, это неочевидно, что измерены были отражения именно от ретрорефлектора.{{конец цитаты|источник=}}
 Дополнительно те же самые исследователи навели телескоп в точку на 16 км к югу от предполагаемого места установки УО (это примерно вдвое превышает диаметр освещаемого лазером пятна на Луне) и провели серию экспериментов под номером 19, которую включили в таблицу 7-IV в том же отчёте. А она ничем не хуже других серий! Это означает, что они точно регистрировали отражения от грунта, а не от УО.

← Предыдущая		Версия 12:24, 2 июля 2016
Строка 178:		Строка 178:

	[[Файл:As11psr Table 7 IV.jpg\|thumb\|right\|500px\|Apollo 11 Preliminary Science Report. Таблица 7-IV. Результаты нескольких экспериментов по лазерной локации A-11.<ref name="as11psr" />]]		[[Файл:As11psr Table 7 IV.jpg\|thumb\|right\|500px\|Apollo 11 Preliminary Science Report. Таблица 7-IV. Результаты нескольких экспериментов по лазерной локации A-11.<ref name="as11psr" />]]
		+
		+	{{начало цитаты}}"The measured range time could have three possible sources: a return from the retroreflector, a return from the lunar surface, or random noise coincidence from reflected sunlight and background. Statistically, 35 to 50 noise coincidence and approximately 30 lunar surface ranges would be expected in 1200 firings. Because the numbers agree, within acceptable limits, with the total number measured, '''it is not obvious that returns from retroreflectors were measured'''."<ref>[http://www.hq.nasa.gov/alsj/a11/a11psr.html]</ref>{{конец цитаты\|источник=27 соавторов написали в отчёте NASA SP-214 Apollo 11 Preliminary Science Report: (стр.175 по документу, стр. 165 по файлу)}}
		+
		+	{{начало цитаты}}Измерения могли иметь три возможных источника: отражения от ретрорефлектора, отражения от лунной поверхности и случайные шумовые совпадения от солнечного света и фона. Статистически от 35 до 50 шумовых совпадения и примерно 30 отражений от лунной поверхности могут ожидаться в 1200 "выстрелов". Поскольку числа соответствуют, в пределах премлемых ограничений, всего измеренным числам, это неочевидно, что измерены были отражения именно от ретрорефлектора.{{конец цитаты\|источник=}}
		+
		+	Дополнительно те же самые исследователи навели телескоп в точку на 16 км к югу от предполагаемого места установки УО (это примерно вдвое превышает диаметр освещаемого лазером пятна на Луне) и провели серию экспериментов под номером 19, которую включили в таблицу 7-IV в том же отчёте. А она ничем не хуже других серий! Это означает, что они точно регистрировали отражения от грунта, а не от УО.
		+
		+	Естественно, NASA такой отчёт не устроил. Из следующих отчётов (14 и 15) исчезли фамилии 16 соавторов, а также всякие упоминания о возможности отражения от грунта.

	=== Япония ===		=== Япония ===

@@ Строка 224: / Строка 224: @@
 {{начало цитаты}}"Луноход-2" тоже нашли. Причем нашли с американского орбитального спутника-разведчика, который был запущен в прошлом году, в июне. Кстати на Луне находится и наш прибор по определению воды. Спутник сфотографировал как места посадки "Апполонов", так и наших "Луны-17", и наши "Луноход-1" и "Луноход-2". Их интересует только вопрос о том, почему у "Лунохода-1" светлое пятно на фотографии, а у "Лунохода-2" - черное. Но они забыли о том, что на "Луноходе-2" мы не закрыли панель солнечной батареи. Это был день, когда мы уходили. Поэтому он стоит с открытой панелью солнечной батареи, но тоже смотрит на восток.<ref name="ruvr">[http://rus.ruvr.ru/radio_broadcast/6518329/9109906.html Интервью В.Г.Довганя]</ref>{{конец цитаты|источник=В.Г.Довгань}}
-[[Файл:M175070494LR thumb.png|thumb|left|600px|«Луноход-2» на снимке LROC<ref name="L2LROC">[http://lroc.sese.asu.edu/news/?archives/537-Lunokhod-2-Revisited.html Mark Robinson. Lunokhod 2 Revisited. SESE, ASU. March 13, 2012.]</ref>]]
+[[Файл:M175070494LR thumb.png|thumb|left|600px|«Луноход-2» на снимке LROC<ref name="L2LROC">[http://lroc.sese.asu.edu/posts/699 Mark Robinson. Lunokhod 2 Revisited. SESE, ASU. March 13, 2012.]</ref>]]
 Если посмотреть на карту Луны, то легко заметить, что субтерральная точка, на которую должен быть ориентирован по азимуту луноход для возможности осуществления лазерной локации, находится на юго-запад от «Лунохода-2», а не на восток. С такой ориентацией «Лунохода-2», уголковый отражатель, установленный на нём, использовать для лазерной локации невозможно.

@@ Строка 234: / Строка 234: @@
 С 1983 года опыты по лазерной локации Луны в СССР были прекращены. Опыты с лазерной локацией Луны в Российской Федерации в настоящее время не проводятся.
-Опыты с лазерной локацией Луны проводятся только в США и Франции. В качестве точек локации указываются УО «Луноход-2», «Аполлон-11»,  «Аполлон-14», «Аполлон-15».
+Опыты с лазерной локацией Луны проводятся только в США и Франции. В качестве точек локации указываются УО «Луноход-1», «Луноход-2», «Аполлон-11», «Аполлон-14», «Аполлон-15».<ref name="ILRS">[http://ilrs.gsfc.nasa.gov/science/scienceContributions/lunar.html International Laser Ranging Service]</ref>
 Анализ опубликованных сведений о лазерной локации Луны однозначно свидетельствует, что опыты проводятся с отражением от грунта, а не от уголковых отражателей (за исключением УО «Лунохода-1»). Во-первых, включение в публикации сведений о локации УО «Луноход-2» сразу лишает всякой достоверности публикуемые сведения. Во-вторых, публикуемые сведения о количестве регистрируемых фотонов крайне низки по сравнению с расчётными значениями для УО и близки к расчётным значениям при отражении от грунта.<ref name="Marki">[http://www.apollophotos.ch/media/2cef70b221525ccaffff81857f000101.pdf Andreas Märki. Lunar Laser Ranging.]</ref>

@@ Строка 95: / Строка 95: @@
 Иногда в статьях по локации используют понятие эффективной площади рассеяния (ЭПР). Она имеет размерность в м<sup>2</sup>, но не означает действительную площадь. Эта характеристика включает в себя не только геометрическую площадь отражателя, но и коэффициент отражения, расходимость отражённого пучка и т.д. Эффективная площадь рассеяния зависит не только от характеристик самого отражателя, но и от угла падения (отклонение вектора падающего на отражатель пучка от нормали), а также длины волны, которая влияет на дифракционное расширение отражённого пучка. Для уголкового отражателя существует предельный угол падения. При отклонении луча от нормали сверх предельного угла отражатель не может функционировать. Для "пустого куба" предельный угол составляет примерно 30º, для кварцевой призмы предельный угол составляет примерно 45º<ref name="JJDegnan">[http://yadi.sk/d/nG4_3E6D4k9N6 John J. Degnan. «Millimeter Accuracy Satellite Laser Ranging: A Review». Contribution of Space Geodesy to Geodynamics: Technology, vol.25, pp. 133-162, 1997.]</ref>
-[[Файл:NormXsectIncAngl.PNG|thumb|left|497px|Зависимость эффективной площади УО от угла падения.<ref name="JJDegnan" />]]
+[[Файл:NormXsectIncAngl.PNG|thumb|right|497px|Зависимость эффективной площади УО от угла падения.<ref name="JJDegnan" />]]
 [[Файл:CorrectRRplacesMoon.jpg|thumb|left|385px|Места расположения уголковых отражателей на Луне.]]

@@ Строка 81: / Строка 81: @@
 == Уголковые отражатели ==
-Повышение точности измерений при помощи импульсной лазерной локации возможно в случае применения [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C уголковых отражателей] (УО). УО представляет собой три отражающие плоскости, взаимно пересекающиеся под прямым углом. В радиодиапазоне плоскости выполняются просто из металлических пластин ("hollow cube", "пустой куб"), в оптическом диапазоне отражающие плоскости формируются на гранях куба, изготовленного из прозрачного материала (кварцевое стекло). Отражение происходит за счёт полного внутреннего отражения. Дополнительно улучшить коэффициент отражения можно путём вакуумного напыления металлического слоя (серебро, алюминий) на грани УО. Если углы между гранями выполнены с достаточно высокой точностью, то уголковый отражатель всегда отражает излучение строго в обратном направлении независимо от направления, откуда падает луч на УО, во всём рабочем диапазоне углов.
+Повышение точности измерений при помощи импульсной лазерной локации возможно в случае применения [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C уголковых отражателей] (УО). УО представляет собой три отражающие плоскости, взаимно пересекающиеся под прямым углом. В радиодиапазоне плоскости выполняются просто из металлических пластин ("hollow cube", "пустой куб"). В оптическом диапазоне отражающие плоскости формируются на гранях куба, изготовленного из прозрачного материала (кварцевое стекло). Дополнительно улучшить коэффициент отражения можно путём вакуумного напыления металлического слоя (серебро, алюминий) на грани УО. Если углы между гранями выполнены с достаточно высокой точностью, то уголковый отражатель всегда отражает излучение строго в обратном направлении независимо от направления, откуда падает луч на УО, во всём рабочем диапазоне углов.
 [[Файл:RR.JPG|thumb|left|320px|Уголковые отражатели (триппель-призмы). Прямые углы должны быть выдержаны с точностью до десятых долей угловой секунды.]]