Шлях від Землі до Місяця продовжує зростати - ЗАВІД

Зростаюча земля, видно з поверхні Місяця. Цей знімок зроблений з космічного корабля "Аполлон-11"

Джерело: фотоальянс/Брюс Колем

Астронавти Аполлона залишили на поверхні Місяця спеціальні відбивачі, за допомогою яких дослідники вимірюють відстань між Землею і Місяцем. Тепер це можливо з точністю до міліметрів.

Яким би був пляжний відпочинок без морських хвиль? Приливи океанів ми завдячуємо Місяцю, який своєю силою тяжіння тягне за собою водні маси і змушує їх коливатися вперед-назад. Однак це має наслідки, про які зазвичай не думають, коли насолоджуються прибоєм: Місяць все далі віддаляється від землі. Оскільки тертя, що виникають під час припливів, відводить енергію із системи Земля-Місяць, так що супутник Землі безперервно віддаляється.

Ви ніколи не бачили цієї сторони Місяця

NASA опублікувало знімки космічного зонда "DSCOVR". На них видно місяць, що проходить повз землю, але зі зворотного боку Місяця. Це ніколи не видно із землі.

Рік у році відстань між Землею і Місяцем збільшується приблизно на 3,8 сантиметра. Це не повинно лякати нас із середньою відстанню 384 000 кілометрів. Ми поки що не втратимо Місяць. Але як дослідники можуть знати настільки точно, що Місяць щороку віддаляється від Землі майже на чотири сантиметри?

Відповідь на це питання в принципі дуже проста: ви просто направляєте лазерний промінь на Місяць і знову ловите відбите світло. Потім відстань можна розрахувати з часу, який пройшов між передачею та прийомом світлового сигналу, оскільки швидкість світла відома. Але те, що звучить так просто, є величезним випробуванням на практиці. У світі є лише кілька дослідницьких груп, які освоїли цю технологію.

Відбивач місії Apollo 15 - найкращий

Для того, щоб річ працювала, перш за все обов’язковою умовою є наявність на поверхні Місяця так званих світловідбивачів, які відбивають пучок світла назад у напрямку своєї вихідної точки незалежно від кута падіння. Місячні інспектори використовують п’ять таких рефлекторів, які надходять від трьох місій «Аполлон» та двох місій «Луна». Найбільший і найпотужніший світловідбивач був встановлений на Місяці астронавтами під час місії "Аполлон-15". Тому понад 75 відсотків усіх вимірювань проводяться за допомогою цього відбивача.

Лазерний промінь, спрямований у напрямку Місяця, спочатку повинен пройти через земну атмосферу. Це перетворює його в конус світла з кутом розкриття від однієї до п'яти дугових секунд. Наслідком цього є те, що імпульс світла на місячній поверхні стає круглою плямою діаметром не менше двох кілометрів.

Audi хоче відправити машини на Місяць

У майбутньому німецький безпілотний автомобіль буде їздити по Місяцю - із повним приводом та чотирма кільцями як емблемою. Зараз Audi фінансує німецьку дослідницьку групу "Вчені, що працюють за сумісництвом".

Отже, лише дуже мало фотонів, які спочатку випромінювались, потрапляють на єдину площу 0,34 квадратних метрів відбивача Apollo 15. Відбитий промінь світла також розбіжний, так що фотони, що повертаються на землю, потрапляють у кругову область діаметром 15 кілометрів. Що насправді потрапляє в детектор дослідників, це в середньому менше одного фотона на випромінений лазерний імпульс.

Це дає зрозуміти, що для вилучення відстані між Землею та Місяцем із таких слабких сигналів потрібна велика кількість метрологічних хитрощів. Насправді сьогодні вченим вдається зробити це з точністю до міліметрового діапазону. Під час перших вимірювань цього типу близько 45 років тому відстань Земля-Місяць могла бути визначена лише в межах декількох метрів. Тоді не можна було виміряти щорічний політ Місяця на 3,8 сантиметра.