美科學家在月球上找到失蹤蘇聯反射器

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【大紀元4月30日訊】(大紀元記者李悅明編譯報導)一個由加州大學聖地亞哥分校教授領導的物理學家小組找到了前蘇聯於四十年前留在月球表面的反射鏡。該反射鏡失蹤已久,許多科學家試圖找尋,均未獲成功。

這個法國製造的激光反射鏡搭載「月球17號」無人駕駛飛船(Luna 17),於1970年11月17 日登陸月球。飛船釋放裝載反射鏡的機器車「月球車1號」(Lunokhod 1),在月球表面運行。「月球車1號」和反射鏡於1971年9月14日之後即失去行蹤。

「1971年後沒人知道反射鏡的行蹤。」加州大學聖地亚哥分校的物理學副教授湯姆‧墨菲(Tom Murphy)說。他領導的科學家團隊長期以來致力於通過測量月球軌道的形狀(誤差度精確到1毫米或一個回形針厚度)尋找背離愛因斯坦的廣義相對論的例證。具體而言,他們通過發射激光脈衝,測量由阿波羅宇航員放在月球上的激光反射鏡反射激光的時間,並把時間換算為距離進行計算。

墨菲說:「我們經常使用由阿波羅11號,14和15號飛船放置在月球上的三個反射鏡,偶爾也用前蘇聯『月球車2號』反射鏡,雖然有太陽光照的時候這個反射鏡的工作狀況不夠好。不過我們渴望找到『月球車1號』。」

必須使用3個反射鏡鎖定月球的方向。第四個反射鏡可提供月球潮汐畸變的信息,第五個反射鏡能增加更多信息。

他說:「『月球車1號』因為位置關係能為瞭解月球的液狀內核提供更多信息,有助於精確定位月球核心,這對於測繪月球軌道,測試愛因斯坦的相對論有重大意義。」

在過去兩年中,墨菲的研究小組間或在尋找「月球車1號」,但直到最近才取得突破。上個月,美國宇航局的月球勘測軌道器LRO的高分辨率攝像頭拍到了反射鏡所在地的照片。由亞利桑那州立大學馬克‧羅賓遜(Mark Robinson)率領的攝像機團隊在照片中一個光點上辨別出月球車, 離墨菲及其團隊一直找尋的地點僅有幾里距離。

「原來我們搜尋的地方離月球車只有幾里距離,」墨菲說。 「我們每次只能搜索一個足球場大小的區域。LRO的最新照片,連同激光表面衛星測高,提供了100米範圍內的坐標。然後我們只需要在望遠鏡上等待良好的觀測時間了。」

4月22日,他的研究小組從位於新墨西哥州阿帕奇點天文臺的3.5米望遠鏡發射激光脈衝,集中於LRO照片上的目標點。墨菲,阿帕奇點天文臺的拉塞特‧麥克米蘭(Russet McMilla)和加州大學聖地亞哥分校物理研究生埃里克‧米歇爾森(Eric Michelsen)找到了失蹤多年的「月球車1號」反射器,精確測定了它到地球的距離。30分鐘後,他們作了第二次測定,定位它在月球上的緯度和經度,也就是它在月球上的確切位置。在未來幾個月,他預計將有可能把再提高定位精度。

墨菲的小組把反射鏡返回的信號作為激光的單個粒子,或光子的集合來測量。

「我們迅速核實信號的真實性,併發現它亮的出奇:比 我們常用的『月球車2號』上的前蘇聯反射鏡至少亮5倍,」墨菲說。 「過去幾年中從『月球車2號』返回的信號中最好的是750光子,而我們第一次嚐試中從『月球車1號』返回了2000光子。近40年的沉默後它要說的很多。」

前蘇聯反射鏡的發現令人感到意外,因為過去近四十年中科學家積極尋找它卻均告失敗。許多科學家猜測,「月球車1號」可能已經落入了火山口,或停泊不當致使反射鏡沒有朝向地球,激光脈衝難於定位。

「現在我們不僅知道,『月球車1號』就在那兒,我們也知道它的停泊位置很好,反射鏡朝向地球,」墨菲說。 「事實上,信號如此強烈,月球車只可能停在平面上,它接受到的最後指示讓它正面朝向地球。」

墨菲和他們的同事在本月發表的研究中說月球塵埃可能會遮蔽月球上的反光鏡。他的研究小組發現,他們月球上反射鏡反射的激光比預計的微弱,而每當月圓的時候更弱。

「近滿月的時候,返回的激光減弱10倍,」他補充道。 「如果我們要往月球上放置更多科學儀器的話,我們就需要瞭解這是由什麼導致。找到『月球車1號』反射鏡將為這項研究提供重要線索。」

墨菲的項目被稱為「阿波羅「(APOLLO),即「阿帕奇點天文臺月球激光測距項目」,得到國家科學基金會和美國航空航天局的支持。參與的科學家來自華盛頓大學,哈佛大學,麻省理工學院,洪堡州立大學和阿帕奇點天文臺。

(http://www.dajiyuan.com)

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