月球激光测距

通过激光进行地月距离的测量
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月球激光测距实验是一项通过激光进行地月距离的科学测量。[1]它的原理是将具有高度同向性脉冲激光束射向人工放置在月球表面的角反射镜，利用角反射镜的特殊光路性质，通过发送接收时间差计算出地月距离。[2]

简介

月球激光测距：利用激光直接测定月球距离的技术。它的基本原理是﹕通过望远镜从地面测站向月球发射一束脉冲激光﹐然后接收从月球表面反射回来的激光回波﹐通过测站上的计数器测定激光往返的时间间隔﹐便可推算出月球距离。月球激光测距的原理与经典的天体方位测量原理完全不同。大气对测距的影响很小﹐可以根据测站的气象资料加以修正。在地平高度10°以上﹐大气改正的误差小于1厘米﹐因此大气折射不再是观测精度的严重障碍。但由于回波很弱﹐观测要求有很好的透明度。

原理

月球激光测距是在1962～1963年激光技术问世后不久著手试验的。最初只能接收月球天然表面漫反射的激光回波﹐由于回波波形无法缩窄﹐加以地面仪器设备不够完善﹐测距精度很低。1969年7月﹐美国进行第一次载人登月飞行﹐宇航员在月面上安放了第一个后向反射器装置。它的大小为46厘米见方﹐上面装有100个熔石英材料的后向反射器﹐每个直径为 3.8厘米。这种反射器实际上是一个光学的四面体棱镜。它有一个很有用的特性﹕当一束光线从第四面射入﹐经过三个直角面依次反射后﹐仍从第四面射出﹐这一特性能保证反射光讯号沿原发射方向返回地面测站﹐使回波强度大大增加。这样﹐利用面积很小的反射器组合就可以使地球上收到激光回波﹐而且波形不会因此变宽﹐因而可以达到很高的测距精度。后向反射器的应用﹐使月球激光测距的精度大大提高。目前﹐在月球上共安放了五个后向反射器装置﹐地面测距系统也日趋完善。近年来测距精度已达到8厘米左右。