レーザー反射鏡の存在をご存知でしょうか?コーナーキューブプリズムとも呼ばれ、地球から照射されたレーザーを反射し、その光が戻るまでの時間を測定することで、地球と月の距離を正確に求めるために設置されました。今回は、その実験の詳細と、その結果どのような研究成果が得られつつあるのかについてお話ししていきたいと思います。実験による発見レーザー反射鏡とはレーザー反射鏡は、向かってきた方向に、光を正確に反射して返す光学装置です。形としては立方体のコーナーで見られるような、相互に直角な面をもつ3面鏡となっています。これら3つの表面が反射性を持っている場合、光線はそれぞれの面を順番に跳ね返し、最終的に正確に180度ターンして返されることになります。身近なもので言うと、自転車の反射鏡、車のテールライトカバーや道路標識といったものに使われています。用いた地球と月の距離の測定のことを言います。地球上のレーザーで、アポロ計画により月面に設置された再帰反射器(コーナーキューブ)を狙い、反射した光が戻ってくるまでの時間を測定するのです。Ranging)とは「光検出と測距」ないし「レーザー画像検出と測距」のことで、光を用いたリモートセンシング技術の一つです。パルス状に発光するレーザー照射に対する散乱光を測定し、遠距離にある対象までの距離やその対象の性質を分析します。スポンサーリンク実験の目的レーザー反射鏡を使ったレーザー測距実験は、長期間にわたり地球から月の距離を正確に測ることを主な目的としています。レーザー反射鏡は、どこに光があたっても入射角と反射角が一致する特性を持っています。人類は光の速度を知っていて数十億分の1秒の正確さで測定することができます。地球から照射された光が、月に行って帰って来るのにかかった時間から15cmの誤差で地球と月の距離を測定することができるのです。それにより得られたデータは、地球の回転速度の変動や、地球の軸上のぐらつき、月の正確な大きさと軌道、重力定数「G」の変動の可能性などの研究に用いられています。アポロとルノホート1962年、マサチューセッツ工科大学の研究チームが初めて反射レーザーのミリ秒パルスを観測することに成功しました。同様の測定は、クリミア天体物理天文台の研究チームによっても、Qスイッチのルビーレーザーを用いて行われています。1969年7月21日にはアポロ11号の乗組員によってコーナーキューブが月面に設置されました。それにより精度が更に向上したのです。その後、アポロ14号とアポロ15号により、さらに2つのコーナーキューブが設置されました。「実際にアポロが運んだレーザー反射鏡は、石英ガラス(クオーツ)でできた直径3.8cmのコーナキューブプリズムで構成されています。アポロ11号では、45cmの正方形をしたパレットに、10×10、100個のコーナーキューブプリズムをならべた物が使用されました。アポロ14号でもほとんど同じデザインのものが使われています。スポンサーリンク月が満ち欠けすることでコーナーキューブが受ける太陽光線は激しく変動します。そんな中でもコーナーキューブからの熱による影響を最小化するよう注意深く設計されています。このようにして、反射鏡によって地球に戻る光の量を著しく低下させる熱によるパレットの歪みを防止しているのです。」アポロ15号が運んだコーナーキューブは、先の2度のアポロ計画で設置されたものと比べて3倍の大きさのものでした。その大きさにより、最初の25年間で行われた実験の4分の3で利用されてきました。その後、技術の進歩によって、より小さなコーナーキューブが用いられるようになったのです。テキサス州のマクドナルド天文台によって初めて報告されています。ソビエト連邦のルノホート1号とルノホート2号によっても同様のコーナーキューブが月面に運ばれました。ルノホート1号からの反射シグナルは設置当初、しっかりと受信されていました。1971年以降は、2010年4月にカリフォルニア大学の研究チームがルナー・リコネサンス・オービターの画像からコーナーキューブを再発見するまで、検出されることはありませんでした。ルノホートのコーナーキューブは、アポロ計画のものと同じように、太陽光を直接受け続けたために少しずつ性能が落ちていっています。月までの距離は、次の式を用いて概算値を求めることができます。2地球から照射された光が月のコーナキューブに反射されて戻るまでの時間は、約2.5秒です。潮汐作用による観測局の運動、大気中の経路による光速の差、相対性理論による効果等の様々な影響を受けています。拘らず、地球と月の間の距離は非常に高い精度で求められています。観測毎の距離に違いはあるものの、平均値は約38万4,467kmでした。月面に対し、地球からの光はわずか約6.5kmの幅であり、これは投げられた硬貨を3km離れたところからライフル銃で撃つようなものです。反射光は人間の目には見えないほど弱く、数秒毎に1017個の光子が反射器に向けて発射されていますが、そのうち地球に戻ってくるのは、どんなに良い条件が揃っている時でも、わずか1個しかないのです。レーザーは高度にモノクロームであるため、この光子はレーザーを反射したものだと判断できます。これは、ロサンゼルスとニューヨークの間の距離を100分の1インチの精度で測定することに匹敵する、人類史上最も正確な距離測定だと言えるのです。月面の反射器の存在は、アポロ計画陰謀論への反証としても利用されてきました。Collaborationの光子パルスのパターンは、既知の着陸地点の付近に反射器が存在することの証明となっています。月は、通常では考えられないスピードで地球かららせん状に遠ざかっています。長年の研究により、年間3.8cmの速さだとわかっています。月には恐らく半径の20%程度の液体の核をがあることも、この実験により予測されました。1011分の1引き上げただけという結果が出ています。万有引力理論は非常に安定しているのです。驚くべきことに、アインシュタインの一般相対性理論は、月の軌道を高い精度で予測していることもわかりました。2002年時点で、太陽光などの影響により反射器の性能は年を経る事に悪くなっています。月と地球の間の距離をmm単位の精確さで測定するための研究が続けられています。いかがでしたか?人類が月面に残してきた、わずか数十センチ程の小さな鏡に、興味を持っていただけたでしょうか?この実験で長年蓄積されてきたデータにより、地球と月がお互いにどのような関係にあるのか、どのように影響し合っているのかがわかってきます。目に見えない月の内面まで私たち人類は知ろうとしているのです。したら、いつか月と地球は遠く離れ離れになり、お互いに干渉し合わない存在となるかもしれません。これからも、月レーザー測距実験の研究結果に注視していきましょう。Wikipedia,などスポンサーリンクlalala松岡らららです空想と宇宙が大好きなA型の女子。天王星の真実!ダイヤモンドの海と長すぎる昼夜2019.05.182019.08.01いまだに分かっていない『地球の謎』2019.06.062019.08.01地球の真実。~物理学が解き明かす謎~長い年月をかけて世界中の国同士が、競い合うように宇宙に関する研究を進めてきました。そんな中で、2017年10月に「宇宙は存在するはずがない」という驚きの結論を発表した機関があります。~時間の謎に関する8つの理論と仮説~時間という概念は深く考えれば考えるほど頭の中が混乱し、そうしている間にも滔々と時は流れていきます。ここで紹介する「時間の謎に関する理論や仮説」過去の哲学者や物理学者が、どのように時間という概念に対峙していたのかを見てみましょう。~新しい惑星発見の可能性~2019年11月25日に、今までにない「惑星」と呼ばれる天体の存在の可能性が発表されました。多くの人がその真相に注目しています。今回は、新しく唱えられた「惑星」についてご紹介します。頭がいい人の意外なデメリット5つ頭のいい人がうらやましいと思う事は、誰もが一度は思うのではないでしょうか?秀才と比べると、劣等感を感じる人もいると思います。頭のいい人もそれなりに苦労しているのかもしれません。今回は頭のいい人の意外なデメリットをご紹介いたします。~実現の可能性と課題~宇宙は非常に広大で、存在する星や銀河の距離も人類の想像を絶するほど離れています。この膨大な距離を一気に縮め、一瞬で目的地に到達する手段として、SF小説では「ワームホール」という2地点を接続するトンネルが登場します。ここでは「ワームホール」の可能性と課題について解説します。~日本も航空宇宙自衛隊に改称検討~現在、米軍は宇宙空間への進出を進めており、陸海空軍などと同格となる、6番目の独立した軍として宇宙軍を2020年中の創設をめざしています。今回はそれを支えるためのテクノロジーの存在や宇宙群についてお話しします。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。*サイト次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。~世界一深い海のなぞ~2019.07.062019.07.30太陽常温説とは?人類に必要な太陽の温度は実は27度なのか?2019.07.122019.12.11プロフィールlalala松岡らららです空想と宇宙が大好きなA型の女子。~世界一深い海のなぞ~2019.07.062019.07.30太陽常温説とは?人類に必要な太陽の温度は実は27度なのか?2019.07.122019.12.11プロフィールlalala松岡らららです空想と宇宙が大好きなA型の女子。誕生日3月3日lalalaをフォローするアーカイブ2020年2月2020年1月2019年12月2019年11月2019年10月2019年9月2019年8月2019年7月2019年6月2019年5月タイトルとURLをコピーしました。