Возможно ли прощупать Луну лазером, как показано в «Теории большого взрыва»?

В эпизоде ​​​​3 сезона «Теории большого взрыва» актеры посылают лазерный импульс на Луну. Кажется, это реальная вещь: Что Нил и Базз оставили на Луне (2004). Мои вопросы:

  1. Может кто-нибудь объяснить, как воспроизвести этот тест?

  2. Какой должна быть мощность лазера?

  3. Как найти отражатель на Луне?

Некоторые ссылки или рекомендации очень приветствуются.

Что такое "пингин"?
"Пинг" (сп). Как в "Проверить луну".
Вы также можете отражать радиоволны от Луны, что на самом деле немного проще.
Обратите внимание, что вам нужен не только доступ к телескопу, о котором я слышал в любительских руках, но вам нужно разрешение FAA, и они, вероятно, не собираются давать его из-за случайного любопытства. (Проблема заключается в том, чтобы исходящий импульс не попадал в глаза пилоту. Это нанесло бы непоправимый ущерб.)
@LorenPechtel Это серьезная тема, но, в отличие от лазерной указки , диаметр луча обычно огромен (метр или около того), а человеческий зрачок - полдюжины миллиметров. Так что «это нанесет необратимый ущерб» сомнительно. Риски, связанные с экспериментами по спутниковой и лунной локации, а также с оптической связью нового поколения с космическими кораблями, скорее всего, отвлекут или запутают пилота.
@uhoh, это сомнительно только в том случае, если ваша общая мощность сравнима с мощностью лазерной указки. Но для лунной локации нужно немного больше мощности, так что удельная мощность будет значительно выше.
@Руслан, нет, и в этом случае все еще сомнительно. Это миллион или более по площади, но, вероятно, только от 100 до 1000 по мощности (оценка десятков мВт против <10 Вт). Таким образом, количество энергии, проходящей через 6-миллиметровое отверстие, намного меньше.
Ранее спрашивал на других сайтах : physics.stackexchange.com/questions/82276/…,movies.stackexchange.com/questions/24686/… .

Ответы (3)

Есть очень хорошее видео Myth Busters об отражении лазера от Луны, ссылка на которое приведена ниже.

Чтобы ответить на ваш вопрос, текущая работа выполняется с массивом угловых кубических отражателей на Луне размером примерно 50 х 50 см. Импульсные лазеры на Земле традиционно представляли собой зеленые инфракрасные Nd: YAG -лазеры с удвоенной частотой , аналогичные «классическим» зеленым лазерным указателям DPSS до того, как они коммерциализировали зеленые диодные лазеры. Вот почему старые зеленые лазерные указки были такими дорогими, тяжелыми и большими, они содержали полупроводниковый диодный лазер, инфракрасный кристаллический лазер Nd:YAG и кристалл удвоения частоты, и все это на крошечной «оптической скамье» внутри указки.

Не пугайтесь упомянутых в видео «пиков в 1 гигаватт», это мгновенная мощность во время очень короткого, вероятно, импульса в несколько наносекунд. Средняя мощность лазера будет составлять несколько ватт или около того. Вот почему каждый импульс содержит «200 квадриллионов фотонов».

Лазерный луч должен быть коллимирован с помощью большого телескопа (диаметром около метра или больше), чтобы пятно на Луне было достаточно маленьким, а полученные фотоны на Земле также должны быть собраны с помощью большого телескопа. Каждый импульс обычно приводит к тому, что фотоумножитель регистрирует лишь несколько фотонов. Вы работаете какое-то время и собираете достаточно фотонной статистики, чтобы усреднить шум и получить точное измерение времени. Специальный оптический фильтр с очень узким проходом используется для того, чтобы свет с другими длинами волн, скажем, от ярко освещенной лунной поверхности, не попадал в трубку фотоумножителя, иначе он просто насыщался бы.

Вы также можете прочитать больше о ретрорефлекторах в этих вопросах и ответах Stack Exchange:

Космос ЮВ:

Физика SE:

Обсерватория Макдональда Техасского университета проводит лазерные измерения расстояния до Луны с помощью ретрорефлекторов, оставленных астронавтами Аполлона.

Вы можете прочитать все об этом на странице McDonald Laser Ranging .

введите описание изображения здесь

В этой статье много технических подробностей .

Ух ты! Спасибо! Очень хорошая ссылка! В частности: ilrs.cddis.eosdis.nasa.gov/network/stations/active/…
Спасибо! Я только что добавил ссылку на технический документ с большим количеством деталей.
Лазерными измерениями расстояния до Луны занимается не только обсерватория Макдональда Техасского университета. Этим занимаются несколько обсерваторий, см. этот список .
Я не говорил, что это эксклюзив.
@OrganicMarble ни Уве не намекал, что вы это сделали, ни что ваш ответ был неполным или что-то в этом роде :)

Несмотря на то, что в основном на этот вопрос уже дан ответ, вот дополнительная информация о текущей деятельности по лунному дальномеру.

Центр данных EUROLAS (EDC) Немецкого института геодезических исследований при Техническом университете Мюнхена имеет хороший веб-сайт с API для поиска данных лазерной локации. Данные такие же, как на веб-сайте CDDIS, поскольку данные дублируются в нескольких исследовательских организациях по причинам избыточности.

Типичные структуры данных для лазерной локации:

  • Данные нормальной точки и полной скорости в файлах CRD: содержат задержку между передачей сигнала и приемом отражения наземной станцией.
  • Прогнозы в файлах CPF: содержит прогнозируемое положение цели в Международной наземной системе отсчета (ITRF), чтобы наземные станции могли точно наводить свои лазеры на цель.

Вы можете найти данные для 5 целей лунной дальности здесь:

Как видите, лунные мишени до сих пор активно используются, в среднем раз в месяц, иногда чаще, иногда реже.

Возможно ли прощупать Луну лазером, как показано в «Теории большого взрыва»?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v