«Луноход-1» не откликается на лазер
Так называемые уголковые отражатели позволяют отражать направленный на них луч света в направлении прихода независимо от того, откуда этот свет появился.
Еще два уголковых отражателя, правда, отличающихся по конструкции, были установлены на двух советских аппаратах «Луноход-1» и «Луноход-2». После выхода из строя «Лунохода-1» его точное местоположение утерялось, и до 2010 года, когда луноход был замечен зондом Lunar Reconnaisance Orbiter, в распоряжении ученых оставалось четыре уголковых отражателя, при помощи которых удавалось измерять расстояние до лунной поверхности.
Первоначально измерение расстояния до Луны при помощи уголковых отражателей позволяло достичь точности в 15 см — что в сотни раз точнее всех предыдущих методов.
Однако в последние годы, отчасти благодаря исследованиям команды Мерфи, работающей в обсерватории Апачи-Пойнт в Нью-Мексико, точность удалось увеличить до 1 мл.
Сегодня именно благодаря уголковым отражателям мы знаем, что из-за приливов на Земле Луна удаляется от нас примерно на 4 мл в год.
Несколько лет назад Мерфи заметил, что с годами отраженный от Луны лазерный свет стал ослабевать. «Каждый импульс посылает к Луне 10 17 (100 квадрилионов) фотонов, и при хороших условиях мы принимаем обратно только один», — говорит Мерфи.
Один отраженный фотон — это примерно в десять раз меньше расчетной величины, ученые уверены, что это связано с тем, что на поверхности отражателей скопилась лунная пыль, мешающая распространению света.
Но самое интересное заключается в том, что максимальное ослабление сигнала происходит при полнолунии, когда лежащие в лунном грунте отражатели максимально освещены солнечным светом. В такие моменты и без того слабый отраженный сигнал падает еще на порядок. У советских уголковых отражателей этот эффект особенно выражен: в периоды полнолуний они вовсе не могут использоваться для лазерной локации.
Ученые предположили, что причина этого — в оптических искажениях, которые вызывает нагрев отражателей солнечными лучами. Этот нагрев увеличивается за счет осажденной на них пыли, поэтому в первые десять лет работы приборов на поверхности Луны он не проявлялся.
Одним из способов проверить эту гипотезу стало лазерное облучение отражателей в момент полного лунного затмения, когда уголковые отражатели оказываются в полной темноте, и 21 декабря 2010 года ученые провели такой эксперимент.
К счастью, погода над обсерваторией в тот день была малооблачной, и астрономы в течение пяти с половиной часов посылали лазерные импульсы в сторону трех американских отражателей и в сторону «Лунохода-1». И если отклик от американских отражателей в момент лунного затмения стал значительно сильнее, что подтвердило гипотезу, то сигнал от «Лунохода-1», обычно сравнимый по силе, не был получен вовсе. Ученые считают, что это связано со свойствами конструкции советского уголкового отражателя, который был изготовлен во Франции, и особенностями его установки на высоте одного метра от лунной поверхности.
«В общем, отражатели луноходов более восприимчивы к тепловым искажениям, чем у «Аполлонов», так что отсутствие отражения с «Лунохода-1» во время затмения не является таким уж сюрпризом», — пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Icarus.
Запыление и деградация уголковых отражателей дают представление о наличии пыли у поверхности Луны и ставят под сомнение возможность в будущем строить на Луне астрономические обсерватории. Узнать больше о том, как много пыли «висит» над поверхностью естественного спутника Земли, ученые намерены с помощью недавно запущенной миссии LADEE.