地月间反射的激光束促进了科学的发展

2020-08-15 17:43

自2009年以来，美国宇航局的月球勘测轨道飞行器（LRO）每天绕月球运行十几次。月球勘测轨道飞行器上有6个高科技仪器，这6个高科技仪器不仅帮助科学家绘制了月球的详细地图，并让他们对月球表面的辐射和温度有了更多的了解。

但其实，月球勘测轨道飞行器上也携带了一个相当简单的仪器：一本书大小的反射器。

在过去的十年中，科学家们一直在地球向大约24万英里外的月球勘测轨道飞行器的反射器发射激光束，希望能捕捉到返回信号。周一，美国宇航局的科学家和他们的法国同事宣布，他们首次成功收到了返回信号。

科学家们能从月球勘测轨道飞行器上反射的激光中收集到什么信息？首先，它精确地揭示了光子往返所需的时间——平均为2．5秒。科学家可以利用这段时间来判断物体的确切距离。同时，通过测量持续时间中的微小波动，他们可以研究月球的细微运动。

这项技术并不新鲜。在阿波罗时代，宇航员在月球表面安装了五个反射板，每个反射板包含至少100面镜子，可以在任何方向进行反射。比如，通过反射这些面板上的光，科学家们已经能够了解到，月球正以每年约1．5英寸的速度远离地球。

NASA戈达德太空飞行中心的行星科学家Erwan Mazarico说：“既然我们已经收集了50年的数据，我们可以看到一些趋势，没有这50年的积累，我们是无法看到这次的返回信号的。激光测距科学是一个漫长的游戏。”

但随着时间的推移，月球上的反射板在反射光线回地球方面变得越来越低效。一些科学家怀疑这是由于微陨石扬起的尘埃落在反射板表面，导致反射板过热。如果是这样的话，科学家们需要确切地知道具体原因。

这就是最近月球勘测轨道飞行器激光实验的用武之地。如果科学家们发现月球勘测轨道飞行器反射器传回的数据与月球表面的数据有差异，就能揭示是什么原因导致了月球反射器的效率降低，然后科学家可以再去解释模型中的这些差异。

更精确的激光实验也可以帮助科学家更多地了解月球的核心。通过测量月球旋转时的微小晃动，过去的激光实验揭示了月球有一个流体内核。但在这些液体内部可能存在一个固体核心——它可能帮助产生了月球现在已经消失的磁场。

然而，要证实这一假设还需要更精确的测量。参与设计月球勘测轨道飞行器反射器的戈达德行星科学家孙晓丽（Xiaoli Sun）告诉美国宇航局：“这一次测量的精度有可能帮助提升我们对引力和太阳系演化的理解。”

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