Astronomen prallten mit einem Laser von einem Raumschiff ab, das um den Mond wirbelte

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler erfolgreich einen Laser von einem Spiegel abprallt, der an einem Raumschiff befestigt ist, das um den Mond wirbelt.

Das Abprallen von Lasern von Spiegeln auf der Mondoberfläche ist ein alter Trick. Astronauten, die auf dem Mond laufen, haben 1969 erstmals Reflektoren zurückgelassen. Seitdem haben Forscher Laser von diesen Reflektoren abgeprallt, um die Entfernung zwischen Mond und Erde anhand der Lichtgeschwindigkeit und der Zeit, die der Laserstrahl benötigt, genau zu messen zur Erde zurückkehren.

Aber einen Laser im Orbit um den Mond zu treffen, ist eine viel schwierigere Aufgabe. Der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) umkreist den Mond seit 2009 mit einem Spiegel auf dem Rücken. Doch fast ein Jahrzehnt verging ohne einen einzigen erfolgreichen Lasersprung. In einem Artikel vom 6. August in der Zeitschrift Earth, Planets and Space berichtet ein Forscherteam über den ersten erfolgreichen Laserkontakt: Zweimal am 4. September 2018 und zweimal zwischen dem 23. August und dem 24. August 2019, Techniker am Die Lunar Laser Ranging (LLR) -Station in Grasse, Frankreich, schoss Laserstrahlen auf die LRO und sah das Licht 2,5 Sekunden später zurückkehren.

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Um sicherzustellen, dass das von der LRO reflektierte Licht in die Richtung zurückkehrt, aus der es gekommen ist, ist der Spiegel auf der Rückseite komplizierter als der in Ihrem Badezimmer. Wie die älteren Spiegel auf der Mondoberfläche ist es ein "Eckwürfel" - eine Reihe dreidimensionaler Spiegel, die buchstäblich wie die Innenseite einer Ecke eines Würfels geformt sind. Wenn ein Laser darauf trifft, wird das Licht dreimal reflektiert, bevor die Geometrie des Spiegels es in die genaue Richtung zurückgibt, aus der es gekommen ist.

Die Verfolgung der Bewegung der LRO im Laufe der Zeit ist ein interessantes wissenschaftliches Projekt. Die Forscher schrieben jedoch, dass diese vier erfolgreichen Laserkontakte nicht genügend Daten bieten, um diese Bewegung zu verfolgen. Die LRO bewegt sich immer noch zu schnell und zu unvorhersehbar, um mit einem Laser zuverlässig getroffen zu werden, und alle vier Kontakte wurden unter den von den Forschern als ideal bezeichneten Bedingungen hergestellt. Der Mond, LRO und Frankreich waren alle perfekt ausgerichtet, um die Wahrscheinlichkeit eines Laserkontakts zu verbessern.

Langfristig könnten Studien des LRO-Spiegels dazu beitragen, ein heikles Problem zu lösen, das sich auf die auf der Mondoberfläche verbleibenden Spiegel auswirkt. Alle diese Spiegel sind im Laufe der Zeit weniger reflektierend geworden, und die Forscher sind sich nicht sicher, warum. Dieser Qualitätsverlust erschwert jedoch präzise Messungen. Das Problem könnte sein, dass eine langfristige Sonneneinstrahlung die Spiegel nur schwächt. In diesem Fall sollte der Spiegel des LRO mit der Zeit mit der gleichen Geschwindigkeit schwächer werden. Alternativ könnten Mondstaub oder schwacher Dunst aus der dünnen Mondatmosphäre die Spiegel verdecken, schrieben die Forscher. In diesem Fall sollte das Reflexionsvermögen des LRO über die Zeit im Orbit mehr oder weniger unverändert bleiben, selbst wenn sich die Oberflächenspiegel verschlechtern.