激光测距精度测量(如何精确测量地月距离？（2）-激光测距)

Posted 2023-06-01

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激光测距精度测量(如何精确测量地月距离？（2）-激光测距)

法国天文学家拉卡伊（1713-1762）和他的学生拉朗德（1732-1807）首次使用三角测量法测得的地月距离已经比较精确了，不过科学家并不满足。随着赫兹发现电磁波，以及后来雷达、激光的发明，这就让更精确地测量地月距离成为可能。

到了1946，开始有人尝试用雷达测量地月距离，不过直达11年后的1957年，才第一次成功使用雷达测得月地距离，再之后雷达测月工作取得了很大的进展。雷达测得的地月平均距离为38万4400千米，误差不超过1千米。

雷达测月的原理很简单:

在地球某地的天文台向月球发出一个无线电脉冲，脉冲发出的时刻记为t1，等到脉冲抵达月球表面被反射回地球，被天文台接收的时刻记为t2。电磁波的传播速度是光速c，它在t2-t1这段时间内走过的距离是c（t2-t1），那么天文台与脉冲抵达的月球表面之间的距离便是c（t2-t1）/2。再根据一些推算，我们就可以计算出地心与月心之间的距离。

到了1960年，第一台红宝石激光器问世，天文学家随之便开始使用激光测量地月距离。相比于雷达测距，激光具有方向性极好，光束非常集中，单色性极强的特点。因此，它的回波很容易与其他来源的光区分开来，所以激光测量地月距离的精度远高于雷达，它的精度可以达到几厘米。

1969年，美国“阿波罗11号”宇宙飞船登陆月球以来，宇航员总共在月球表面安装了5个后向放射器组件，这种放射器组件是一个四面体棱镜，它有一个特点:当一束光以任何角度射向第四个面时，它依次经过另外三个直角面反射，最后仍然从第四个面射出，而且出射方向严格地与入射方向平行，因此放射光将严格地沿着原方向返回发射站。

激光测地月距离的原理和雷达测月地距离一样，不过实际操作中要想成功确很难。2018年，中国才首次成功利用激光精确地测量地球距月球的距离，这也让我国成为世界上第五个实现地月激光精确测量的国家。

随着激光测距精度的进一步提高以及多年的测量，科学家发现，月亮正在慢慢远离地球，每年大概3.8厘米。

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