激光測距試驗是通過激光對星地距離進行科學測量。其原理是將高度同向性脈衝(chong) 激光束射向放置在衛星表麵的角反射鏡,通過發送、接收時間差計算出星地距離。目前人類曆史上最遠距離的激光測距試驗,是月球激光測距。大家可以想象,一道光從(cong) 地麵觀測站從(cong) 地球射出,又從(cong) 月球飛回,通過一來一回的時間,換算地月距離。這是一項綜合技術,它涵蓋激光、光電探測、自動控製、空間軌道等多個(ge) 學科領域,是目前地月距離測量精度最高的技術手段,其觀測資料對天文地球動力學、地月係動力學、月球物理學以及引力理論驗證等諸多學科的研究有著重要價(jia) 值。
月球激光測距聽上去很簡單,構思也沒有新奇之處,但是,真正想要用技術表現出來,可就困難多了。中國科學院雲(yun) 南天文台應用天文研究團組副組長、副研究員李語強曾介紹過其三個(ge) 難點。
一是從(cong) 傳(chuan) 統技術看來,月球激光測距的主要難點在於(yu) 共光路係統中激光發射和激光接收轉換,需要保證係統能正常發射激光,並接受回波信號。
二是望遠鏡跟蹤指向精度,當望遠鏡指向精度為(wei) 3秒時,指向月球時激光束的中心與(yu) 月麵反射器的間距最大可達6千米,而最大的月麵反射器——阿波羅15號有效反射麵積僅(jin) 是3402平方厘米,這將直接影響到激光測月的成功。
三是激光光束質量及光學係統效率,影響激光實際發射能量和質量。這要求激光發射裝置的製作技術也要很高超。
我國華中科技大學羅俊院士團隊,早在2015年便開始布局研製了激光角反射器。而在2018年5月,嫦娥四號中繼衛星“鵲橋”發射升空,“鵲橋”便攜帶了激光角反射器,為(wei) 我國地月激光測距試驗提供基礎,也為(wei) 未來在空間探測引力波的“天琴計劃”做了先導性研究工作。
轉載請注明出處。