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尼尔阿姆斯特朗,巴兹奥尔德林和迈克尔柯林斯50年前离开了月球,但他们留下的其中一项实验继续回归到今天的新数据:棱镜阵列将光反射回来源,提供了丰富的见解。与阿波罗11号宇航员一样,阿波罗14号和15号宇航员也留下阵列:阿波罗11号和14号阵列各有100个石英玻璃棱镜(称为角落立方体),而阿波罗15阵列则有300个。
实验的寿命至少部分归因于其简单性:阵列本身不需要电力。新墨西哥州,法国,意大利和德国天文台的四个望远镜向它们发射激光,测量激光脉冲从反射器反射并返回地球所需的时间。这使得测量距离可以在几分之一英寸(几毫米)内,喷气推进实验室的科学家们对结果进行了分析。
月球的轨道,旋转和方向由月球激光测距精确确定。月球轨道和旋转月球的方向是轨道和降落在月球上的航天器所需要的。例如,月球轨道上航天器上的摄像机可以看到反射阵列,依靠它们作为精确到小于一英尺(几分之一米)的位置。
激光测距测量加深了我们对月球和地球之间舞蹈的理解。月球绕地球运行的平均距离为239,000英里(385,000公里),但是月球激光测距已准确地显示两者之间的距离每年增加1.5英寸(3.8厘米)。
1971年2月5日拍摄的激光测距复古反射镜(LR3)的特写视图,阿波罗14号宇航员在月球表面舱外活动时部署在月球上。
地球海洋中的潮汐最高,不是月亮在头顶,而是几小时后。最高潮位于月球以东。有两个潮汐凸起,第二个半天后。潮汐凸起和月亮之间的引力会拉动和减缓地球的旋转,同时沿着它绕地球轨道运动的方向向前拉月亮。前向力使月球每月螺旋离开地球0.1英寸(3毫米)。
以类似的方式,地球的重力拖曳在月球上,造成两个月球岩石的潮汐凸起。实际上,当月亮弯曲时,反射阵列的位置每月上下变化多达6英寸(15厘米)。通过测量阵列移动的程度,科学家们可以更好地了解月球的弹性特性(对此的测量,称为爱数,以科学家AEH Love命名)。
对月球激光数据的分析表明月球有一个流体核心。这是20年前发现的一个惊喜,因为许多科学家认为核心将是凉爽和坚实的。流体核心影响月球北极和南极的空间方向,这是月球激光探测到的。
爱因斯坦的引力理论假设两个物体之间的引力不依赖于它们的构成。太阳的引力吸引了月球和地球。如果这个景点取决于两个物体的构成,它会影响月球轨道。地球含有的铁多于月球。对月球激光测距实验数据的分析发现重力吸引月球和地球的结构没有区别。
北极星几乎在地球北极的头顶上。由于月球和太阳在地球形状上的引力(赤道处的直径大于极点处的直径),该极点与恒星相比改变了方向。极点将在天空中追溯到26000年后返回北极星的圆圈。通过月球激光测距来感测和测量杆的这种运动。
随着对月球探索的兴趣,美国宇航局已批准在未来十年内将新一代反射器放置在月球表面。新反射器的性能改善及其在月球上更广泛的地理分布将有助于改进对爱因斯坦相对论的测试,研究生月球内部,调查我们天体的历史,以及支持未来的探索。半个世纪前人类首次访问月球的遗产将继续存在。
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