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阿波罗登月计划与月球激光测距

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ecxcn 发表于 2007-12-18 12:29 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自： 中国–广东–深圳 联通

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在本人于此版发表的另一贴“纪念人类登月成功38周年：阿波罗11号任务图片展”中，网友“银河一仙”提到了关于月面反射镜以及月球激光测距的问题。通过查找一些资料，感觉应该专门就这一问题与大家探讨，并且也希望将搜集到的一些资料同大家分享。
月球激光测距是在1962～1963年激光技术问世后不久着手试验的。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。下图所示：
(, 下载次数: 51)

在一些常见的阿波罗11号登月照片中，其实也出现过这个反射装置，下图就是在我上一贴中出现过的照片，为了便于大家辨识，反射器用红圈标出：
(, 下载次数: 184)

(, 下载次数: 47)

在阿波罗11号任务中，也特别拍摄了反射器的照片，不过因为摆放方位的原因，当时的反射面背向太阳，因此看上去是一片漆黑，如下图：
(, 下载次数: 2323)

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，其方向与入射方向保持平行。用来制造这种反射器的棱镜见下图：
(, 下载次数: 44)

在激光测距中，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。

[ 本帖最后由 ecxcn 于 2007-12-18 12:33 编辑 ]
月球, 激光测距, 登月, 阿波罗

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南宫飞云 + 5 很给力!

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购买望远镜就在牧夫天文商城
 楼主| ecxcn 发表于 2007-12-18 12:37 | 显示全部楼层 来自： 中国–广东–深圳 联通
除阿波罗11号安放的反射器之外，另外四个的安放者分别如下：
阿波罗14号，反射镜跟阿波罗11号几乎完全相同，但不像阿波罗11号那样，14号的反射镜正对着太阳，这样我们可以更清楚地看见其结构：
(, 下载次数: 184)
下面这张照片是宇航员正去安放反射镜的情形，左手提的便是反射镜：
(, 下载次数: 76)

阿波罗15号。我们一起来看看阿波罗15的反射镜阵，这是一张近距离特写照片，其中有300个3.8厘米角镜在一个六角形阵列。这比前两次的多了三倍数量。因此，它也得到了相应的“优惠待遇”，在月球激光测距项目中使用至今，单在1994年一年中的8400次测量中，就有6300次测量用到了阿波罗15号的反射镜：
(, 下载次数: 51)

月面车一号（Lunokhod 1）与月面车二号（Lunokhod 2）。这是前苏联分别于1970年和1973年发射的两个月球车，他们携带的反射器分别装有14个反射棱镜，每个直径11厘米，安放在长44厘米，宽19厘米的矩阵里（见下图月球车前方左侧），月面车一号初获成功，但不久便失踪；月面车二号使用至今，因为其反射镜直径较大，因此相对阿波罗11号和14号，它的反照率更大，即使处于白天的时候，也可以用来测量：
(, 下载次数: 38)

目前位于月球上的5个反射镜位置如下图所示：
(, 下载次数: 45)
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 楼主| ecxcn 发表于 2007-12-18 12:42 | 显示全部楼层 来自： 中国–广东–深圳 联通
目前进行月球激光测距的单位分别如下：
美国麦克唐纳天文台2.7米望远镜：
(, 下载次数: 39)

法国格拉斯天文台（Grasse Observatory）：
(, 下载次数: 37)

美国新墨西哥州阿帕奇山顶天文台（Apache Point Observatory ）3米望远镜：
下图拍摄于2005年8月，一束绿色的激光射向月球，月球已经曝光过度，背景星空可见猎户座
(, 下载次数: 68)
这是天文台外观，摄于2005年7月24日：
(, 下载次数: 34)
下图是激光发射装置的特写：
(, 下载次数: 2406)
下图是2006年6月拍摄的激光射向月球的情景：
(, 下载次数: 43)
(, 下载次数: 34)

德国 Wettzell Fundamental Station：
(, 下载次数: 41)

美国哥达德地球物理天文台（Goddard Geophysical and Astronomical Observatory）：
(, 下载次数: 37)

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参与人数 1牧夫币 +15 收起 理由
活动星图 + 15 很强的知识帖！

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活动星图 发表于 2007-12-18 12:58 | 显示全部楼层 来自： 中国–北京–北京 鹏博士BGP
很强的知识帖！大赞！
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江涛 发表于 2007-12-18 13:21 | 显示全部楼层 来自： 中国–江苏–扬州 电信
非常不错。。。。旁边类似卫星的东西是什么？？？
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活动星图 发表于 2007-12-18 13:40 | 显示全部楼层 来自： 中国–北京–北京 鹏博士BGP
3楼“美国哥达德地球物理天文台”一图中，望远镜旁边的光柱是什么？辅助测量的激光还是月亮上反回来的激光？（应该不会是后者吧。。。）
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白羊星座 发表于 2007-12-18 13:48 | 显示全部楼层 来自： 中国–甘肃–张掖 电信
好强的激光，好想要啊
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白羊星座 发表于 2007-12-18 13:55 | 显示全部楼层 来自： 中国–甘肃–张掖 电信
原帖由 活动星图 于 2007-12-18 13:40 发表

                               
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3楼“美国哥达德地球物理天文台”一图中，望远镜旁边的光柱是什么？辅助测量的激光还是月亮上反回来的激光？（应该不会是后者吧。。。）


那个光柱好像就是一个普通的柱子或是杆子，不是光柱，只是被旁边的激光束照亮了，用高感光的相机一拍好像也发光了
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poweru235 发表于 2007-12-18 14:29 | 显示全部楼层 来自： 中国–北京–北京 电信/IDC机房
激光打上去那几张真是爽啊！！！！！
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pcet 发表于 2007-12-18 15:27 | 显示全部楼层 来自： 中国–广东–湛江 电信
棒棒,棒贴
俺有点好奇反射镜在月球表面安装有没有啥讲究
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活动星图 发表于 2007-12-18 18:36 | 显示全部楼层 来自： 中国–北京–北京 鹏博士BGP
原帖由 白羊星座 于 2007-12-18 01:55 PM 发表

                               
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那个光柱好像就是一个普通的柱子或是杆子，不是光柱，只是被旁边的激光束照亮了，用高感光的相机一拍好像也发光了

我说的是你说的那张图的下边那张图。。。
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Eldghost 发表于 2007-12-18 19:21 | 显示全部楼层 来自： 中国–辽宁–沈阳 电信/沈阳广电电信合作宽带
又一组好的知识图！
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vincent 发表于 2007-12-18 19:30 | 显示全部楼层 来自： 中国–广东–深圳 电信
强贴，长知识。那几个超级激光笔真爽
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staroptic 发表于 2007-12-19 06:46 | 显示全部楼层 来自： 中国–江苏–南京–鼓楼区 电信
好图,好帖,长见识,学知识.
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woofwf 发表于 2007-12-19 09:01 | 显示全部楼层 来自： 中国–江苏–南京 电信
学习学习
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black2002 发表于 2010-10-6 04:07 | 显示全部楼层 来自： 科威特
就是利用这些反光棱镜矩阵，科学家们精确测出月球每年以3.9cm的速度远离地球！
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莱因哈特 发表于 2010-10-6 23:00 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海 东方有线
学习了，谢谢！
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love_yi_good 发表于 2010-10-7 08:46 | 显示全部楼层 来自： 中国–福建–南平 电信
中间几张有点看不懂啊，是什么啊！
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高山流水12 发表于 2010-10-15 16:45 | 显示全部楼层 来自： 中国–江苏–徐州 联通
最后一张那激光打上去的不错 看的好舒服 支持楼主
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syuu 发表于 2010-10-20 00:53 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海–浦东新区 电信
学习了，谢谢楼主分享～～
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