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Old Robot Beams Surprising Flashes to Earth (Lunkhod 1, 568px)Old Robot Beams Surprising Flashes to Earth (McDonald Observatory, 200px)

消失了的月球车与广义相对论

根据美国航空航天管理局(NASA)月球探测卫星所提供的信息,美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员成功的定位了前苏联在40年前向月球发射而后又失去联系的月球车1号。

“我们接收到了前苏联月球车1号位置反射的激光,并且被如此强力的反射所震惊。”加州大学圣地亚哥校区旧月球车恢复工作研究小组的负责人Tom Murphy说。

在“阿波罗时代”太空竞赛中几乎被遗忘的月球车1号,是前苏联月球探测计划所取得的最大成就之一。1970年,时代周刊曾这样描述这个月球车历史性的月球登陆:

“月球车1号(月球漫步者)搭载在前苏联最新的月球探测器“月球17号”上,在它们着陆三小时之后,月球车1号沿着从母舰上延伸出的两条斜面中的一条缓慢地移动下来,并向前行进···从而迈出了遥控月球车在其它星体上工作的第一步。”

在11个月的月面之旅中,被遥控的月球车1号行驶了大约7英里,传回数千次的电视画面和数百张高分辨率的月球全景图象,它还在500多个地点对月球土壤进行了采样和分析。而后,月球车1号就丢失了,直到被美国航空航天局的月球探测卫星重新发现。在今年4月22日, Murphy和他的团队在新墨西哥州的阿帕奇波因特天文台用口径为3.5米的天文望远镜向月球探测卫星所提供的目标方位发射了激光脉冲,月球车1号上的一架激光反射器拦截到这个脉冲, 并将一个清晰的信号发送回地球。

“在第一次尝试中,我们从月球车1号上收到了大约2000光子,沉寂了40年,它有许多话要说。” Tom Murphy说。

回到20世纪06年代末期到70年代初期,阿波罗宇航员在月球上放置了另外三架进行月球轨道的激光测距的反射器。在月球车2号上的第四个反射器的协助下,阿波罗科学实验得以继续。

已经从德克萨斯大学退休的Eric Silverberg,在1969-1982年间曾担任McDonald天文台激光测月行动的负责人。他回忆说,“在那个时期,我们成功的确定了三个阿波罗反射器和月球车2号上的反射器分布。我们也试着寻找第一辆月球车的位置,唯一一次可能探测到也并不是很确切的尝试是在1970年12月31日。对月球车1号位置相关信息的缺乏和继续阿波罗计划的压力最终致使我们放弃了对月球车1号的兴趣。”

“当我知道Tom Murphy找到了失踪的月球车的时候,我感到即震惊又高兴”,Eric说道。

Murphy最初的反应是怀疑的,“信号太强烈了,以至于我的第一反应是我们的探测器出问题了。我原本预想这辆月面车的反射器在经过了这么长时间之后,会变得退化和迟钝,所以我认为‘这个反射不可能是它的’,但事实上的确是这样。” “这个反射器强烈到可以让我们在月球的白天进行这样的测量——这也将是第一次的尝试。”

Silverberg继续表示,“为什么月球车1号的反射器会比月球车2号强烈许多现在还是一个未解之谜。这或许对于为什么所有的反射器都会在着陆后的十年后变得虚弱这个疑问提供一些重要的线索。”“随着月球车1号回归到大家的视野中,激光测距研究能够第一次全速进行。”

科学家在使用激光测距验证爱因斯坦的引力理论,“看我们能不能打破它”,Murphy表示。“我们的望远镜从地球发出激光脉冲到月球,并撞击到反射器。因为这些都是角形反射器,它们会直接将信号发回原处,我们尽可能多的汲取返回的光子。”

往返旅行的时间间隔可以精确地确定月地之间的距离,根据历经数月甚至几年的反复测量,科学家能够追踪到月球的轨道,并精确到毫米级。

爱因斯坦的广义相对论认为,质量巨大的星系团如太阳可以弯曲周围的空间。这个弯曲的时空决定了物体如何绕着大质量的物体运动。这个弯曲造成地球和月球不断地向太阳“下落”(即圆周运动)。通过测量月球在弯曲时空下的倾斜,阿帕奇波因特天文台激光测月行动(缩写为APOLLO),或许可以找到关于爱因斯坦广义相对论体系的缺陷,这也是科学前进的方式。到目前为止,测月结果支持了爱因斯坦的理论,但是一个长相有趣的老月球车可能会昭示,至少可以反映出,在这个学科中,曙光已现。

Tips:

1、 在上个世纪的美苏太空争霸中,苏联先后将两台无人驾驶月球车成功送上月球,分别称为“月球车1号”、“月球车2号”,这两辆月球车被看做是孪生兄弟。

2、 “月球车1号”搭载在“月球17号”上,于1970年11月17日在月面雨海地区着陆,这是第一次在地球上对另一个世界上的机器人进行远程控制。而这辆月球车的外形像个圆桶,上面有一个凸起的盖子,车下面是8个轮子,每个轮子也都是独立控制。车上的装备包括一架锥形天线、一个高精度定向的螺旋天线、四台电视摄像机,以及一些用来测量月壤密度和物理、化学特征的设备。在凸起的盖子下面是太阳能电池。天线负责将月面上的状况传送给莫斯科一个五人小组,由他们远程操控月球车的下一步行动。这台月面车长2.2米,宽1.6米,重756公斤。“月球车1号”一共运行了11个月(只能在月亮上的白天进行工作),一直到1978年10月4日才宣告终止。

3、 APOLLO——Apache Point Observatory Lunar Laser-ranging Operation

阿帕奇波因特天文台激光测月行动

      LLR——Lunar Laser-ranging 月球激光测距

4、友情提示:中国北京获得2012年第28届国际天文学联合会大会主办权,请天文爱好者们积极关注。

消息来源:美国航空航天管理局网站 6月3日报道

图片来自 NASA网站

张楠 编译,老孙 审稿

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5 Responses to “消失的月球激光反射器重见天日”

  1. Vendetta说道:

    这不是TBBT里Sheldon一行人最后一集里干的事情???

  2. bingo说道:

    Yes, 某人以为月球应该因此而爆炸。

  3. 白菜白菜说道:

    看到标题就觉得讨论一定有TBBT剧情,结果,全都是,哈哈

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