В среднем Луна находится на расстоянии около 238 855 миль от Земли. В зависимости от того, где он находится на своей орбите, он может находиться на расстоянии от 226 000 миль до 251 000 миль. С радиусом около 1080 миль это пятая по величине луна в нашей солнечной системе, но ее ширина составляет всего лишь одну треть ширины большого синего мрамора, который мы называем домом. Для лучшего визуального представления представьте, что Земля имеет диаметр пятицентовой монеты, а Луну — как маленькую горошину или кофейное зернышко. Между ними поместилось бы примерно 30 пятицентовых монет, или планет размером с Землю.
Мы не углубляемся в то, как работает лазер, но знаем, что плотно упакованный луч лазера сильно отличается от рассеянного света, излучаемого лампочкой или фонариком. Само слово «лазер» — это вообще не слово, а аббревиатура от «Усиление света путем стимулированного излучения». Лазерный луч, который не встречается в природе, состоит из отдельных частиц световой энергии, называемых фотонами. Этот плотно сфокусированный поток когерентных световых волн будет двигаться в одном направлении, не рассеиваясь. Итак, если луч будет выпущен в космос, он будет продолжаться вечно, пока не достигнет твердого объекта, такого как Луна.
Если не считать постоянно расширяющейся Вселенной, ничто не может двигаться быстрее скорости света, по крайней мере, в том смысле, в каком мы ее сейчас понимаем. Этот универсальный предел скорости составляет 670 616 629,3844 мили в час. Несмотря на то, что лазерный свет отличается от обычного света, он все равно остается светом. Следовательно, лазерному лучу потребуется от 1,21 до 1,35 секунды, чтобы достичь Луны, опять же в зависимости от того, где она находится на своей небесной траектории.
Отражение лазеров от Луны
Ах, но эти числа выведены не просто из математического уравнения; они были измерены в реальной жизни. Если вы не заядлый астрофил, вы, возможно, не осознаете, что в настоящее время на Луне находятся пять отражающих панелей. К этим панелям прикреплены зеркала, которые ученые называют «угловыми кубами», потому что они буквально представляют собой углы стеклянного куба, которые могут отражать свет обратно к его источнику, независимо от того, откуда он исходит. Видите, куда мы идем?
Первый из них был оставлен астронавтами Аполлона-11 в 1969 году и имел в общей сложности 100 угловых кубиков. Советы сбросили свой первый роботизированный вездеход («Луноход-1») в 1970 году, у которого было 14 зеркал. В 1971 году экипаж Аполлона-14 разместил один со 100 угловыми кубами, а экипаж Аполлона-15 разместил другой с 300. Советский Луноход-2 (с 14 зеркалами) остался в 1973 году. Целью было направить лазерный луч с Земли на Луну, чтобы отслеживать расстояние между ними с течением времени. В среднем свету требуется около 2,5 секунд, чтобы совершить путь туда и обратно. Оказывается, эти два небесных тела ежегодно отклоняются друг от друга примерно на 1,5 дюйма.
Но эти старые зеркала начали загрязняться, вероятно, из-за лунной пыли, поднятой крошечными метеоритами. Так, в июне 2009 года НАСА запустило Лунный разведывательный орбитальный аппарат (LRO) для изучения нашего ближайшего небесного тела с его собственной орбиты. К нему прилагался новый, улучшенный, чистый отражатель, который, по словам НАСА, был «размером с роман в мягкой обложке». Интересно, что потребовалось более десяти лет, чтобы луч достиг своей цели, но наконец это произошло в августе 2020 года.
