Ist es möglich, den Mond mit einem Laser anzupingen, wie es in „The Big Bang Theory“ gezeigt wird?

In einer Folge der dritten Staffel von The Big Bang Theory sendet die Besetzung einen Laserpuls zum Mond. Dies scheint eine echte Sache zu sein: What Neil & Buzz left on the Moon (2004). Meine Fragen sind:

  1. Könnte jemand erklären, wie man diesen Test reproduziert?

  2. Welche Leistung soll der Laser haben?

  3. Wie findet man den Reflektor auf dem Mond?

Einige Links oder Empfehlungen sind sehr willkommen.

Was heißt „pingen“?
"Ping" (sp). Wie in "Um den Mond anzupingen".
Sie können auch Radiowellen vom Mond abprallen lassen, was eigentlich etwas einfacher ist.
Beachten Sie, dass Sie nicht nur Zugang zu einem Teleskop benötigen, das über alles hinausgeht, was ich in Amateurhänden gehört habe, sondern dass Sie dazu die Erlaubnis der FAA benötigen, die sie wahrscheinlich nicht aus zufälliger Neugier gewähren werden. (Das Problem besteht darin, sicherzustellen, dass der ausgehende Impuls nicht auf das Auge eines Piloten trifft. Dies würde dauerhaften Schaden anrichten.)
@LorenPechtel Es ist ein ernstes Thema, aber im Gegensatz zu einem Laserpointer ist der Strahldurchmesser normalerweise riesig (etwa ein Meter) und die menschliche Pupille ein halbes Dutzend Millimeter. "Es würde bleibenden Schaden anrichten" ist also fraglich. Risiken durch Satelliten- und Mondentfernungsexperimente sowie optische Kommunikation der nächsten Generation mit Raumfahrzeugen sind eher eine Ablenkung oder Verwirrung des Piloten.
@uhoh es ist nur fraglich, ob Ihre Gesamtleistung mit der eines Laserpointers vergleichbar ist. Aber um Mondentfernungen durchzuführen, benötigen Sie etwas mehr Leistung, sodass die Leistungsdichte erheblich höher wäre.
@Ruslan nein, auch in diesem Fall ist es immer noch fraglich. Es ist ein Faktor von einer Million oder mehr in der Fläche, aber wahrscheinlich nur zwischen 100 und 1.000 in der Leistung (geschätzt mehrere zehn mW gegenüber < 10 Watt). Die Menge an Leistung, die durch ein 6-mm-Loch geht, ist also viel geringer.

Antworten (3)

Es gibt ein sehr schönes Myth Busters-Video über das Abprallen eines Lasers vom Mond, der unten verlinkt ist.

Um Ihre Frage zu beantworten, wird derzeit mit einer Reihe von Eckwürfelreflektoren auf dem Mond mit einer Größe von etwa 50 x 50 cm gearbeitet. Gepulste Laser auf der Erde waren traditionell grüne frequenzverdoppelte Infrarot - Nd:YAG - Laser, ähnlich den "klassischen" grünen DPSS -Laserpointern, bevor sie grüne Diodenlaser kommerzialisierten. Aus diesem Grund waren ältere grüne Laserpointer so teuer, schwer und groß, dass sie einen Halbleiterdiodenlaser und einen Infrarot-Nd:YAG-Kristalllaser und einen Frequenzverdopplungskristall enthielten, alles auf einer winzigen „optischen Bank“ im Inneren des Zeigers.

Lassen Sie sich nicht von den im Video erwähnten "Peaks bei 1 Gigawatt" abschrecken, das ist die Momentanleistung während des sehr kurzen, wahrscheinlich wenige Nanosekunden langen Pulses. Die durchschnittliche Leistung des Lasers wird etwa ein paar Watt betragen. Deshalb enthält jeder Puls „200 Billiarden Photonen“.

Der Laserstrahl muss mit einem großen Teleskop (mit einem Durchmesser von einem Meter oder mehr) kollimiert werden, um den Fleck auf dem Mond klein genug zu machen, und die empfangenen Photonen auf der Erde müssen ebenfalls mit einem großen Teleskop gesammelt werden. Jeder Impuls führt normalerweise zu nur wenigen Photonen, die tatsächlich von einer Photovervielfacherröhre erfasst werden. Sie laufen eine Weile und sammeln genügend Photonenstatistiken, um das Rauschen zu mitteln und eine genaue Zeitmessung zu erhalten. Ein spezieller optischer Filter mit sehr engem Durchgang wird verwendet, um sicherzustellen, dass Licht anderer Wellenlängen, beispielsweise von der hell erleuchteten Mondoberfläche, nicht zur Photomultiplier-Röhre gelangt, da es sonst nur gesättigt würde.

Weitere Informationen zu den Retroreflektoren finden Sie auch in diesen Stack Exchange-Fragen und -Antworten:

Raum SE:

Physik SE:

Das McDonald-Observatorium der Universität von Texas führt Lasermessungen der Entfernung zum Mond mit Retroreflektoren durch, die von den Apollo-Astronauten zurückgelassen wurden.

Sie können alles darüber auf der Seite McDonald Laser Ranging lesen .

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Viele technische Details in diesem Dokument .

Wow! Danke schön! Sehr gute Verbindung! Insbesondere: ilrs.cddis.eosdis.nasa.gov/network/stations/active/…
Danke! Ich habe gerade einen Link zu einem technischen Artikel mit vielen Details hinzugefügt.
Nicht nur das McDonald Observatory der University of Texas führt Lasermessungen der Entfernung zum Mond durch. Es gibt mehrere Observatorien, die dies tun, siehe diese Liste .
Ich habe nicht gesagt, dass es exklusiv ist.
@OrganicMarble weder Uwe hat angedeutet, dass Sie es getan haben, noch dass Ihre Antwort unvollständig war oder so :)

Auch wenn die Frage bereits größtenteils beantwortet wurde, finden Sie hier weitere Informationen zu aktuellen Lunar Ranging-Aktivitäten.

Das EUROLAS Data Center (EDC) des Deutschen Geodätischen Forschungsinstituts an der Technischen Universität München hat eine nette Website mit einer API, um Laserentfernungsdaten zu finden. Die Daten sind dieselben wie auf der CDDIS-Website, da die Daten aus Redundanzgründen in mehreren Forschungseinrichtungen gespiegelt sind.

Die typischen Datenstrukturen für Laser-Ranging sind:

  • Normale Punkt- und Vollratendaten in CRD-Dateien: Enthält die Verzögerung zwischen der Signalübertragung und dem Bounce-Empfang durch die Bodenstation
  • Vorhersagen in CPF-Dateien: enthält die vorhergesagte Zielposition im International Terrestrial Reference Frame (ITRF), damit die Bodenstationen ihre Laser genau auf das Ziel richten können.

Daten zu den 5 Lunar Ranging-Zielen finden Sie hier:

Wie Sie sehen können, werden die Mondziele immer noch aktiv verwendet, im Durchschnitt einmal im Monat, manchmal öfter, manchmal seltener.

Ist es möglich, den Mond mit einem Laser anzupingen, wie es in „The Big Bang Theory“ gezeigt wird?
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