Как люди измеряют расстояние между Землей и Луной?

12

Как люди измеряют расстояние между Землей и Луной? Какие методы были использованы? Где я могу найти официальные данные?

user3052801
источник

Ответы:

10

Есть много способов, и я не совсем уверен, кого вы имеете в виду под «как люди измеряют расстояние» (исключает ли это космические обсерватории, такие как, например, Клементина , зонды, в настоящее время находящиеся на лунной орбите, такие как, например, Lunar Atmosphere и Dust Environment Explorer aka LADEE, или любая другая доступная в настоящее время технология?), но один интересный и чрезвычайно точный способ заключается в лазерной локации, направляя их на один или несколько ретрорефлекторов, оставленных на поверхности Луны приземлителями Аполлона, в так называемом Лунном Лазерный дальномерный эксперимент . Так как они лежат на ближней стороне Луны, которая всегда направлена ​​к Землеэти ретрорефлекторы доступны для измерений любому должным образом оснащенному исследователю, независимо от того, из какой он страны.

Измеряя время, необходимое для отражения света, мы можем вывести расстояние, просто умножив c ( скорость света в вакууме ) на время, прошедшее между передачей и приемом светового сигнала, а затем разделив все на два, чтобы получить одну ногу на расстоянии. Я позволю вам прочитать ссылку на страницу Википедии на LLRE для получения дополнительной информации, но если вы посчитаете это слишком скучным, вот видео на YouTube на Mythbusters: Moon Hoax Retroreflectors, которое объясняет это с практической точки зрения.

Что касается результатов, снова процитирую ту же самую страницу Википедии на LLRE:

Некоторые из результатов этого долгосрочного эксперимента:

  • Луна движется по спирали от Земли со скоростью 3,8 см (около 1,5 дюймов) в год. Этот показатель был описан как аномально высокий.
  • Луна, вероятно, имеет жидкое ядро ​​около 20% радиуса Луны.
  • Универсальная сила тяжести очень устойчива. Эксперименты установили верхний предел изменения гравитационной постоянной Ньютона G, составляющей менее 1 части в с 1969 года. Вероятность любого "эффекта Нордтведта" (зависящее от состава дифференциальное ускорение Луны и Земли к Солнце) было исключено с высокой точностью, решительно поддерживая обоснованность принципа сильной эквивалентности.1011
  • Теория гравитации Эйнштейна (общая теория относительности) предсказывает орбиту Луны с точностью до лазерных измерений.

Таким образом, эти измерения расстояний настолько точны, что намного интереснее и надежнее, чем просто указание нам, как далеко находится Луна. С одной стороны, это также уносит любые теории обманов посадки на Луну прямо из воды. Ссылки на многие другие официальные результаты можно найти в разделах ссылок и внешних ссылок Wiki на LLRE .

Существует также множество других способов измерения расстояния до Луны с различной точностью и требованиями к оборудованию, но я позволю другим добавить некоторые другие методы в свои ответы. Однако, если вы имели в виду некоторых «людей, измеряющих расстояние», оснащенных специальными измерительными приборами, не забудьте упомянуть об этом в своем вопросе. ;)

TildalWave
источник
1
Интересно, что вы специально называете c «скоростью света в вакууме» - насколько необходимо произвести корректировку для той части пути с Земли на Луну и обратно, которая все еще находится на Земле. атмосфера?
Изи
@Iszi Это был бы интересный новый вопрос, потому что он намного сложнее в реальности (например, относительное движение двух тел, на которое влияют все их движения, погода и т. Д.), Но добавить их было бы так же легко корректировки в уравнении для расстояния, как только вы узнаете какие-либо задержки распространения. Дикая догадка, чрезвычайно малая и, вероятно, не стоит беспокоиться для большинства целей измерения расстояний, если только вы не сидите на атомных часах, у вас достаточно точное оборудование и по какой-то причине требуется точность в миллиметрах на расстоянии почти 400 000 км (т.е. тестирование релятивистских эффектов ). ;)
TildalWave