Astronomen lieten een laser weerkaatsen op een ruimtevaartuig dat rond de maan draaide

Voor het eerst hebben wetenschappers met succes een laser weerkaatst door een spiegel die is bevestigd aan een ruimtevaartuig dat rond de maan draait.

Lasers weerkaatsen van spiegels op het maanoppervlak is een oude truc. Astronauten die op de maan liepen lieten voor het eerst reflectoren achter in 1969. En sindsdien hebben onderzoekers lasers van die reflectoren laten weerkaatsen om nauwkeurige metingen te doen van de afstand tussen de maan en de aarde, met behulp van de lichtsnelheid en de tijd die de laserstraal nodig heeft. om terug te keren naar de aarde.

Maar het raken van een laser in een baan rond de maan is een veel lastiger taak. De Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) draait sinds 2009 om de maan met een spiegel op zijn rug. Maar bijna een decennium ging voorbij zonder een enkele succesvolle laserbounce. In een artikel van 6 augustus in het tijdschrift Earth, Planets and Space, rapporteert een team van onderzoekers het eerste succesvolle lasercontact: tweemaal op 4 september 2018 en tweemaal opnieuw tussen 23 augustus en 24 augustus 2019, technici bij de Lunar Laser Ranging (LLR) -station in Grasse, Frankrijk, schoot laserstralen naar de LRO en zag het licht 2,5 seconden later terugkeren.

Verwant: Waarom schijnt de maan??

Om ervoor te zorgen dat het licht dat van de LRO weerkaatst, terugkeert in de richting waar het vandaan kwam, is de spiegel aan de achterkant ingewikkelder dan die in je badkamer. Net als de oudere spiegels op het maanoppervlak is het een "hoekkubus" - een reeks driedimensionale spiegels, elk letterlijk gevormd als de binnenkant van een hoek van een kubus. Wanneer een laser het raakt, kaatst het licht drie keer voordat de geometrie van de spiegel het teruggeeft in de precieze richting waar het vandaan kwam.

Het volgen van de beweging van de LRO in de loop van de tijd is een interessant wetenschappelijk project op zich. Maar, schreven de onderzoekers, deze vier succesvolle lasercontacten bieden niet genoeg gegevens om die beweging te volgen. De LRO beweegt nog steeds te snel en te onvoorspelbaar om betrouwbaar met een laser te raken, en alle vier de contacten zijn gemaakt onder wat de onderzoekers omschrijven als ideale omstandigheden. De maan, LRO en Frankrijk waren allemaal perfect uitgelijnd om de kans op lasercontact te vergroten.

Op de lange termijn kunnen studies van de LRO-spiegel helpen bij het oplossen van een lastig probleem met betrekking tot de spiegels die op het maanoppervlak zijn achtergelaten. Al die spiegels zijn in de loop van de tijd minder reflecterend geworden en onderzoekers weten niet precies waarom. Maar die verloren kwaliteit maakt nauwkeurige metingen moeilijker. Het probleem zou kunnen zijn dat langdurige blootstelling aan zonnestraling de spiegels alleen maar verzwakt. In dat geval zou de spiegel van de LRO na verloop van tijd in hetzelfde tempo moeten verzwakken. Als alternatief zou maanstof of een vage waas van de dunne atmosfeer van de maan de spiegels kunnen verduisteren, schreven de onderzoekers. In dat geval zou het reflectievermogen van de LRO min of meer ongewijzigd moeten blijven in de tijd hoog in de baan, zelfs als de oppervlaktespiegels verslechteren.