Akademia Górniczo Hutnicza

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

Praca dyplomowa
Geofizyka Stosowana

Badania geofizyczne w trakcie załogowej eksploracji Księżyca w ramach programu Apollo.

Mateusz Matt Harasymczuk

Promotor pracy
Prof. dr hab. inż. Kaja Pietsch

2.13. Laser Ranging Retro-reflector (LRRR)

Tab. 17. Laser Ranging Retro-reflector (LRRR)

Ośrodek badawczy

Misje

Apollo 11, 14, 15

Nazwa eksperymentu (j. ang.)

Laser Ranging Retro-reflector

Nazwa eksperymentu (j. pol.)

Zwierciadło pomiaru dla dalmierza laserowego

Dziedzina

Astrometria

2.13.1. Przedmiot badania

Dalmierz laserowy pozwala na precyzyjne określenie odległości oddalonych od siebie obiektów. Składa się z dwóch części. Jedna jest generatorem wiązki lasera, a druga zawiera lustro, lub lustra odbijające promienie w kierunku padania. Na podstawie znanej prędkości światła oraz pomiaru czasu powrotu wiązki możliwe jest precyzyjne wyznaczenie odległości między dwoma elementami zestawu.

Mimo faktu, iż Księżyc posiada wartość albedo na średnim poziomie 0.136 i kierunkowo odbija promienie, to proces odbicia ma charakter nielambertowski, tj. nierównomiernie rozprasza światło we wszystkich kierunkach. Moc odbitego promienia jest niewystarczająca aby móc precyzyjnie określić jego odległość od Ziemi.

2.13.2. Materiały i metody

../_images/LRRR-closed.gif

Ryc. 20. Diagram przedstawia eksperyment Laser Ranging Retro-reflector (LRRR) w konfiguracji zamkniętej. Źródło: [NAS69].

../_images/LRRR-open.gif

Ryc. 21. Diagram przedstawia eksperyment Laser Ranging Retro-reflector (LRRR) w konfiguracji otwartej. Źródło: [Tea99].

Powierzchnia odbijająca pasywnego eksperymentu Laser Ranging Retro-reflector (LRRR) składało się z kostek topionej krzemionki. Dla misji Apollo 11 i Apollo 14 liczba kostek wynosiła 100. W misji Apollo 15 wykorzystywano matryce posiadające 300 kostek. Powierzchnię zaprojektowano tak, aby odbijała światło lasera równolegle do kąta jego padania [Jon95].

2.13.3. Przebieg eksperymentu

Urządzenie zostało ustawione na powierzchni Księżyca w sposób precyzyjny. Pozwalało to na dokładne jego namierzenie instrumentu. Naukowcy z dowolnego punktu na Ziemi mogli skierować wiązkę lasera w zwierciadło aby uzyskać promień odbity. Różnica czasu pomiędzy emisją, a odebraniem impulsu pozwala na wyznaczenie odległości z 8 centymetrową precyzją. Eksperyment był operacyjny do czerwca 1981 r. [Jon95].

2.13.4. Rezultaty

Wykorzystując dane precyzyjnie pomierzonych odległości, ustalono, iż powierzchnia Księżyca ulega znacznym ugięciom i zakrzywieniom na skutek oddziaływania pola grawitacyjnego Ziemi. Do zmian tych dochodzi w trakcie różnych pozycji Księżyca na orbicie okołoziemskiej.