Operacja laserowego zasięgu księżycowego obserwatorium Apache Point - Apache Point Observatory Lunar Laser-ranging Operation

APOLLO strzela laserem do Księżyca. Impuls laserowy odbija się od retroreflektorów na Księżycu (patrz poniżej) i wraca do teleskopu. Czas podróży w obie strony określa odległość do Księżyca z dużą dokładnością. Na tym zdjęciu Księżyc jest bardzo prześwietlony, co jest potrzebne, aby wiązka lasera była widoczna.
Apollo 15 Lunar Ranging Retro-Reflector (LRRR). Małe kółka to narożne sześciany , które odbijają światło bezpośrednio w kierunku, z którego przyszło.

Apache Punkt Observatory Lunar Laser zakrojonej operacji lub APOLLO , to projekt w Apache punkt Observatory w Nowym Meksyku . Jest to rozszerzenie i udoskonalenie poprzednich eksperymentów Lunar Laser Ranging , które wykorzystują retroreflektory na Księżycu do śledzenia zmian odległości i ruchu orbity Księżyca .

Korzystając z teleskopów na Ziemi, reflektorów na Księżycu i dokładnego pomiaru czasu impulsów lasera , naukowcy byli w stanie zmierzyć i przewidzieć orbitę Księżyca z dokładnością do kilku centymetrów na początku XXI wieku. Ta precyzja zapewnia najlepiej znany test wielu aspektów naszych teorii grawitacji . APOLLO jeszcze bardziej poprawia tę precyzję, mierząc odległość między Księżycem a Ziemią z dokładnością do kilku milimetrów. Korzystając z tych informacji, naukowcy będą mogli dalej testować różne aspekty grawitacji, takie jak: ustalanie, czy Ziemia i Księżyc reagują tak samo na grawitację pomimo ich różnych składów, badanie przewidywań Einsteina dotyczących zawartości energii na Ziemi oraz Księżyc i jak reagują na grawitację, a także oceniając, czy ogólna teoria względności poprawnie przewiduje ruch Księżyca.

Współpraca APOLLO zbudowany aparaturę 3,5 metrowym teleskopie w Apache Point w południowym Nowym Meksyku. Używając dużego teleskopu w miejscu o dobrym widzeniu atmosferycznym , współpraca APOLLO uzyskuje znacznie silniejsze odbicia niż jakiekolwiek istniejące obiekty. APOLLO rejestruje w przybliżeniu jeden zwrócony foton laserowy na impuls, w przeciwieństwie do około 0,01 fotonu na impuls, jak w poprzednich obiektach LLR. Silniejszy sygnał zwrotny z APOLLO przekłada się na znacznie dokładniejsze pomiary.

Historia i motywacja

Lunar Laser Ranging (LLR) o wysokiej precyzji rozpoczął się wkrótce po tym, jak astronauci Apollo 11 opuścili pierwszy retroreflektor na Księżycu. Dodatkowe reflektory pozostawili astronauci Apollo 14 i Apollo 15 , a dwa układy reflektorów zbudowane we Francji zostały umieszczone na Księżycu przez radzieckie misje księżycowe Luna 17 ( Lunokhod 1 ) i Luna 21 ( Lunokhod 2 ). Od tego czasu wiele grup i eksperymentów wykorzystywało tę technikę do badania zachowania układu Ziemia-Księżyc, badając efekty grawitacyjne i inne.

Przez pierwsze kilka lat Lunar Laser Ranging Experiment odległość między obserwatorium a reflektorami można było zmierzyć z dokładnością do około 25 cm . Ulepszone techniki i sprzęt prowadzą do dokładności 12–16 cm do około 1984 r. Następnie Obserwatorium McDonald zbudowało system specjalnego przeznaczenia (MLRS) tylko do określania odległości i osiągnęło dokładność z grubsza 3 cm w połowie i pod koniec lat 80. Na początku lat 90. z podobną precyzją rozpoczął pracę francuski system LLR w Observatoire de la Côte d'Azur (OCA).

Stacje McDonald i OCA zbierają dane możliwie jak najlepsze, biorąc pod uwagę liczbę fotonów, które odbierają z reflektorów. Chociaż możliwe są niewielkie ulepszenia, uzyskanie znacznie lepszych danych wymaga większego teleskopu i lepszej lokalizacji. To podstawowy cel współpracy APOLLO.

Laser APOLLO działa od października 2005 r. I rutynowo osiąga dokładność na poziomie milimetra między Ziemią a Księżycem.

Cele naukowe

Celem APOLLO jest przesunięcie LLR do dokładności rzędu milimetra, co następnie przekłada się bezpośrednio na poprawę rzędu wielkości w określaniu podstawowych parametrów fizycznych. W szczególności, zakładając dziesięciokrotną poprawę w stosunku do poprzednich pomiarów, APOLLO przetestuje:

Testy zasad równoważności

Zasada słabej równoważności mówi, że wszystkie obiekty spadają w ten sam sposób w polu grawitacyjnym, bez względu na to, z czego są zrobione. Ziemia i Księżyc mają bardzo różne składy - na przykład Ziemia ma duże żelazne jądro , ale Księżyc nie. Co więcej, obie znajdują się na orbicie wokół Słońca , co oznacza, że ​​przez cały czas spadają w kierunku Słońca, nawet gdy obracają się wokół siebie. Gdyby grawitacja Słońca miała inny wpływ na Ziemię i Księżyc, miałoby to bezpośredni wpływ na orbitę Księżyca wokół Ziemi. Na tyle dokładnie, na ile naukowcy mogą zmierzyć, orbita Księżyca jest tak samo przewidywana, zakładając, że grawitacja działa tak samo na każdym z nich - z dokładnością do 1 części na 10 13 , Ziemia i Księżyc spadają w kierunku Słońca dokładnie w ten sam sposób, pomimo ich różne kompozycje. APOLLO doprowadzi do jeszcze ostrzejszych ograniczeń.

Mocny Zasada równoważności, według Einsteina jest ogólnym wzgl , przewiduje, że masa dowolny obiekt składa się z dwóch części - masa atomów siebie, plus masa energii, która przytrzymuje przedmiot razem . Pytanie brzmi, czy energia części masy przyczynia się do zmierzonej grawitacji obiektu, czy też do bezwładności. W ogólnej teorii względności energia własna wpływa zarówno na pole grawitacyjne, jak i na bezwładność, i robi to jednakowo.

Inne współczesne teorie, takie jak teoria strun , kwintesencja i różne formy grawitacji kwantowej , prawie wszystkie przewidują naruszenie zasady silnej równoważności na pewnym poziomie. Ponadto wiele zagadkowych wyników eksperymentalnych, takich jak krzywe rotacji galaktyk, które sugerują istnienie ciemnej materii lub obserwacje supernowych, które sugerują istnienie ciemnej energii , można również potencjalnie wyjaśnić alternatywnymi teoriami grawitacji (patrz na przykład MOND ). Dlatego eksperymentatorzy uważają, że ważne jest, aby dokonać jak najbardziej precyzyjnych pomiarów grawitacji, szukać wszelkich możliwych anomalii lub potwierdzać przewidywania Einsteina.

Precyzyjny dystans do Księżyca może przetestować SEP, ponieważ Ziemia i Księżyc mają inny ułamek swojej masy w składniku energii. Precyzyjne pomiary są potrzebne, ponieważ ten składnik jest bardzo mały - jeśli m E jest energią własną Ziemi - energią potrzebną do rozproszenia atomów Ziemi w nieskończoność wbrew przyciąganiu grawitacji - wówczas masa Ziemi zmniejsza się o około m E / c 2 = 4,6 x 10 -10 całkowitej masy ziemskiej. Energia własna Księżyca jest jeszcze mniejsza, około 2 × 10 −11 jego masy. (Udział dla dowolnego obiektu o wielkości laboratoryjnej jest znikomy, około 10 - 27 , więc tylko pomiary obiektów wielkości planety lub większych pozwoliłyby zbadać ten efekt.)

Gdyby Księżyc obracał się tylko wokół Ziemi, nie byłoby sposobu, aby stwierdzić, jaki ułamek grawitacji Księżyca lub Ziemi jest spowodowany przez każdą formę masy, ponieważ można zmierzyć tylko całość. Jednak grawitacja Słońca również silnie wpływa na orbitę Księżyca - w istocie Ziemia i Księżyc swobodnie opadają wokół Słońca. Jeśli część energii zachowuje się inaczej niż część konwencjonalna, wtedy Ziemia i Księżyc będą opadać inaczej w kierunku Słońca, a orbita Księżyca wokół Ziemi będzie miała wpływ. Na przykład załóżmy, że energia części masy wpływa na grawitację, ale nie wpływa na bezwładność. Następnie:

Z naszej perspektywy na Ziemi wyglądałoby to na przesunięcie lub polaryzację księżycowej orbity od Słońca z amplitudą 13 metrów. Gdyby naruszenie poszło w drugą stronę, a energia własna miałaby masę bezwładnościową, ale nie masę grawitacyjną, orbita Księżyca wydawałaby się spolaryzowana w kierunku Słońca z tą samą amplitudą. Obliczenie amplitudy jest skomplikowane, ale przybliżone oszacowanie można uzyskać, mnożąc promień orbity Ziemi wynoszący 1,5 × 10 11  m przy 4,6 x 10 -10 wkład z masą Ziemi z własnej energii, w wyniku czego otrzymano 75 metrów.

Sygnatura naruszenia EP jest bardzo prosta i zależy tylko od odległości Księżyca od Słońca. Powtarza się to mniej więcej co 29,5 dnia, nieco dłużej niż czas, w którym Księżyc okrąża Ziemię raz, czyli 27,3 dnia. (Ta różnica powstaje, ponieważ Ziemia porusza się po swojej orbicie, gdy Księżyc się kręci, więc Księżyc musi wykonać nieco więcej niż jedną orbitę, aby powrócić do tej samej pozycji względem Słońca). To sprawia, że ​​pomiar EP jest szczególnie łatwy, ponieważ wiele zakłócających efektów, takich jak pływy lub pogoda, nie będzie się powtarzać co 29,5 dni. Niestety jest jeden efekt - ciśnienie promieniowania działające na orbitę Księżyca - który powtarza się co 29,5 dnia. Na szczęście jest mały, niecałe 4 mm i dość łatwy do wymodelowania, co pozwala na jego odjęcie.

Wreszcie, nawet jeśli eksperymenty nie przyniosą żadnego efektu, istnieje drobna luka teoretyczna. Pomiary pokazują sumę naruszeń WEP i SEP. Jeśli eksperymenty nie wykażą żadnego efektu, najbardziej naturalnym wyjaśnieniem jest to, że ani WEP, ani SEP nie są naruszane. Ale koncepcyjnie możliwe jest, że oba są naruszane, w równych i przeciwnych ilościach. Byłby to niesamowity zbieg okoliczności, ponieważ WEP i SEP zależą od bardzo różnych i arbitralnych właściwości - dokładnego składu Ziemi i Księżyca oraz ich energii własnej. Ale tego mało prawdopodobnego przypadku nie można całkowicie wykluczyć, dopóki inne ciała Układu Słonecznego nie zostaną zmierzone z podobną precyzją lub eksperymenty laboratoryjne nie ograniczą ograniczeń związanych z naruszeniami WEP.

Zmiany stałej grawitacji

Istniejące eksperymentów począwszy może mierzyć stałość stałą grawitacyjną , G , do około jednej części w 10 12 rocznie. Szybkość ekspansji świata wynosi około jednej części na 10 10 rocznie. Więc gdyby G skalował się wraz z rozmiarem lub rozszerzeniem Wszechświata, istniejące eksperymenty już wykazałyby tę zmienność. Wynik ten można również postrzegać jako eksperymentalną weryfikację teoretycznego wyniku, że systemy związane grawitacyjnie nie biorą udziału w ogólnej ekspansji Wszechświata. APOLLO nałoży o wiele ostrzejsze ograniczenia na wszelkie takie warianty.

Inne testy

Na tym poziomie dokładności do przewidywania orbity Księżyca potrzebna jest ogólna teoria względności . Obecne testy mierzą precesję geodezyjną z dokładnością do 0,35%, grawitomagnetyzm na poziomie 0,1% i sprawdzają, czy grawitacja zachowuje się jak 1 / r 2 zgodnie z oczekiwaniami. APOLLO poprawi wszystkie te pomiary.

Zasady działania

Wykres zwracanych fotonów

APOLLO opiera się na pomiarze czasu przelotu krótkoimpulsowego lasera odbitego od odległego celu - w tym przypadku układów retroreflektorowych na Księżycu. Każdy rozbłysk światła trwa 100  pikosekund (ps). Jeden milimetr w zakresie odpowiada zaledwie 6,7 ps czasu podróży w obie strony. Jednak retroreflektory na Księżycu same wprowadzają więcej niż jeden milimetr błędu. Zazwyczaj nie są one ustawione dokładnie pod kątem prostym do wiązki światła dochodzącego, więc różne sześciany narożne retroreflektorów znajdują się w różnych odległościach od nadajnika. Dzieje się tak dlatego, że Księżyc, chociaż trzyma jedną stronę względem Ziemi, nie robi tego dokładnie - kołysze się na boki, w górę iw dół, aż o 10 ° wielkości. (Patrz libracja ). Libracje te występują, ponieważ Księżyc obraca się ze stałą prędkością, ale ma eliptyczną i nachyloną orbitę. Efekt ten może wydawać się niewielki, ale jest nie tylko mierzalny, ale stanowi największą niewiadomą w znalezieniu odległości, ponieważ nie ma sposobu, aby stwierdzić, który sześcian narożny odbijał każdy foton. Największa tablica, 0,6 M 2 Apollo 15 reflektor może mieć róg do rogu zakres rozprzestrzeniania ≈ 1,2 sin (10 ° C) m, lub 210 mm, lub około 1,4 ns czasu w obie strony. Rozpiętość zakresu średniej kwadratowej (RMS) wynosi wtedy około 400 ps. Aby określić odległość do reflektora z dokładnością do 1 mm lub 7 ps, poprzez uśrednienie, pomiar wymaga co najmniej (400/7) 2 ≈ 3000 fotonów. To wyjaśnia, dlaczego do poprawy istniejących pomiarów potrzebny jest znacznie większy system - dokładność zakresu RMS pre-APOLLO 2 cm wymagała jedynie około 10 fotonów, nawet w najgorszym przypadku orientacji układu retroreflektorów.

APOLLO rozwiązuje ten problem, używając zarówno większego teleskopu, jak i lepszego widzenia astronomicznego. Oba są znacznie ulepszone w stosunku do istniejących systemów. W porównaniu ze stacją dystansową McDonald Observatory teleskop Apache Point ma 20-krotnie większy obszar zbierania światła. Istnieje również duży zysk z lepszego widzenia - połączenie APO i teleskopu może często osiągnąć jedną sekundę łuku widzenia, w porównaniu z ≈5 sekundami łukowymi typowymi dla poprzedniej stacji McDonald Lunar Ranging Station (MLRS). Lepsze widzenie pomaga na dwa sposoby - zarówno zwiększa intensywność wiązki lasera na Księżycu, jak i zmniejsza tło księżycowe, ponieważ można zastosować mniejsze pole widzenia odbiornika, zbierając światło z mniejszego miejsca na Księżycu. Oba efekty skalują się jako odwrotność kwadratu widzenia, tak że stosunek sygnału do szumu księżycowego powrotu jest odwrotnie proporcjonalny do czwartej potęgi widzenia. APOLLO powinien zatem uzyskać około 20 (z większego teleskopu) × 25 (dla lepszego widzenia) = 500 × w zakresie siły sygnału zwrotnego w porównaniu z MLRS i dodatkowy współczynnik 25 w stosunku sygnału do szumu (z mniejszej liczby błądzących fotonów interferujących z pożądanymi ). Podobnie APOLLO powinien otrzymać sygnał około 50 razy silniejszy niż obiekt OCA LLR, który ma teleskop o długości 1,5 mi widzenie około 3 sek. Kątowe.

Zwiększone wzmocnienie optyczne powoduje pewne problemy związane z możliwością uzyskania więcej niż jednego fotonu zwracanego na impuls. Najbardziej nowatorskim elementem systemu APOLLO jest zintegrowany układ jednofotonowych diod lawinowych (SPAD) zastosowany w detektorze. Ta technologia jest potrzebna do radzenia sobie z wielokrotnymi powrotami fotonów w każdym impulsie. Większość detektorów pojedynczych fotonów cierpi na „ czas martwy ”: nie mogą wykryć fotonu, jeśli nadejdzie on wkrótce po drugim. Oznacza to, że jeśli więcej niż jeden foton powróci w jednym impulsie, konwencjonalny detektor pojedynczych fotonów zarejestruje tylko czas przybycia pierwszego fotonu. Jednak ważną wielkością jest środek ciężkości czasu wszystkich zwracanych fotonów (zakładając, że impuls i odbłyśniki są symetryczne), więc każdy system, który może zwrócić wiele fotonów na impuls, musi rejestrować czasy przybycia każdego fotonu. W APOLLO przychodzące fotony są rozproszone w szeregu niezależnych detektorów, co zmniejsza prawdopodobieństwo, że dwa lub więcej fotonów uderzy w którykolwiek z detektorów.

Modelowanie lokalizacji stacji

Każda laserowa stacja pomiarowa, w tym APOLLO, mierzy czas przejścia, a tym samym odległość, od teleskopu do reflektora (-ów). Ale w przypadku nauki o dystansach księżycowych tak naprawdę potrzebna jest odległość między środkiem masy Ziemi a środkiem masy Księżyca. Aby to zrobić, pozycje teleskopu i reflektorów muszą być znane z porównywalną dokładnością (kilka mm). Ponieważ zarówno teleskop, jak i reflektory są konstrukcjami stacjonarnymi, mogłoby się wydawać, że można je precyzyjnie zmierzyć, a wtedy ich położenie byłoby znane. To założenie nie jest złe dla Księżyca, który jest cichym otoczeniem. Ale na Ziemi stacje poruszają się całkiem sporo w tej skali:

  • Przez polarne przesuwa oś Ziemi i rotacji Ziemi jest nieregularny. Oś biegunowa porusza się z różnych przyczyn, niektórych przewidywalnych (Księżyc wywiera moment obrotowy na wybrzuszenie pływowe Ziemi) i niektórych zmiennych (skały odbijają się od ostatniej epoki lodowcowej, pogoda). Pogoda wpływa również na rotację Ziemi, przemieszczając wokół niej duże masy wody. Efekty te, ważne również dla wielu innych projektów naukowych, mają nawet własną agencję, która je śledzi - International Earth Rotation and Reference Systems Service .
  • Stacje poruszają się z powodu pływów . Księżyc, ponieważ jest zsynchronizowany pływowo z Ziemią, ma stosunkowo małe i powtarzalne pływy około 10 cm. Ziemia w stanie stałym ma większe przypływy, oscylujące między szczytami o około 35 cm, co 12 godzin.
  • Skorupa ziemska zmienia się w odpowiedzi na długoterminowe fluktuacje, takie jak odbicie po zlodowaceniu i ładunek spowodowany transportem osadów.
  • Krótkotrwała pogoda na Ziemi może również wpływać na lokalizację teleskopu, głównie w pionie. Różne efekty pogodowe mogą obciążać lokalne regiony skorupy ziemskiej, obniżając ją o kilka milimetrów. Efekty te pochodzą z atmosfery (systemy wysokiego ciśnienia naciskają na powierzchnię Ziemi) i oceanu (spiętrzenia wody na wybrzeżu, zagłębiające skorupę). Wahania wód gruntowych spowodowane deszczem mogą również wpływać na lokalizację teleskopu.
  • Ciśnienie światła słonecznego wypycha orbitę Księżyca nieco poza środek. To niewielki efekt, około 3,65 mm, ale jest to szczególnie ważne, ponieważ naśladuje efekt naruszenia EP.
  • Nawet dryf kontynentalny musi zostać skompensowany.

Ponadto atmosfera ziemska powoduje dodatkowe opóźnienie, ponieważ prędkość światła w atmosferze jest nieco wolniejsza . Daje to około 1,6 metra patrząc prosto na Apache Point. Na to opóźnienie wpływa również pogoda, przede wszystkim ciśnienie atmosferyczne, które określa, ile powietrza znajduje się nad miejscem.

Ponieważ wiele z tych efektów jest związanych z pogodą, a także wpływa na bardziej powszechny zasięg lasera satelitarnego , stacje pomiarowe tradycyjnie obejmują stacje pogodowe, mierzące lokalną temperaturę, ciśnienie i wilgotność względną. APOLLO zmierzy to wszystko, a także bardzo precyzyjnie zmierzy lokalną grawitację za pomocą precyzyjnego grawimetru . Ten instrument jest w stanie wykryć pionowe przemieszczenia tak małe jak 0,1 mm, mierząc zmianę grawitacji w miarę zbliżania się obserwatorium do lub dalej od środka Ziemi.

Korzystając ze wszystkich tych pomiarów, naukowcy próbują modelować i przewidywać dokładną lokalizację teleskopu oraz opóźnienia w atmosferze, aby móc je skompensować. Pływy są dość przewidywalne, a obroty Ziemi są mierzone przez IERS i można je obliczyć. Opóźnienie atmosferyczne jest dość dobrze poznane i jest zdominowane przez sam pomiar ciśnienia. Wczesne modele charakteryzowały się niepewnością w zakresie 5–10 mm dla rozsądnych kątów elewacji, chociaż nowsze wysiłki przyniosły model zapewniający dokładność 3 mm do 10 stopni nad horyzontem i poniżej milimetra wydajności powyżej 20–30 ° elewacji. Pogoda jest prawdopodobnie największym źródłem błędów. Obciążenie atmosferyczne szacuje się na podstawie ciśnienia barometrycznego w teleskopie i średniego ciśnienia w granicach a Promień 1000 km . Obciążenie oceanu było traktowane ściśle za pomocą modeli empirycznych, a wody gruntowe zostały w dużej mierze zignorowane. APOLLO prawdopodobnie będzie wymagał ulepszeń we wszystkich tych modelach, aby osiągnąć pełną dokładność pomiarów.

Odkrycia

W kwietniu 2010 roku zespół APOLLO ogłosił, że dzięki zdjęciom z Lunar Reconnaissance Orbiter odnaleźli zaginiony łazik Lunokhod 1 i otrzymali zwroty z jego laserowego retroreflektora. Jesienią 2010 r. Położenie łazika zostało trójlitrowane (przy użyciu pomiarów odległości z różnych punktów obrotu Ziemi i libracji Księżyca) do około centymetra. Lokalizacja w pobliżu krańca księżyca, w połączeniu z możliwością określenia zasięgu łazika nawet w świetle słonecznym, zapowiada się szczególnie przydatna do określania aspektów układu Ziemia-Księżyc.

W ramach współpracy APOLLO odkryto, że wydajność optyczna reflektorów księżycowych zmniejsza się w czasie pełni księżyca . Efekt ten nie był obecny w pomiarach z wczesnych lat siedemdziesiątych, był widoczny, ale nie silny w latach osiemdziesiątych i obecnie jest dość znaczący; sygnał jest około 10-krotnie słabszy podczas pełni księżyca. Podejrzewano, że przyczyną jest kurz na tablicach, który prowadzi do gradientów temperatury, zniekształcając wiązkę powrotną. Pomiary podczas całkowitego zaćmienia Księżyca w grudniu 2010 roku potwierdziły skutki termiczne jako przyczynę. Nagłe odcięcie i przywrócenie światła pozwoliło na zaobserwowanie termicznych stałych czasowych efektu.

Status

APOLLO działa i pracuje w różnym stopniu od października 2005 r., A dane naukowe od kwietnia 2006 r. Do połowy 2011 r. Status był następujący:

  • Wszystkie 5 reflektorów (trzy Apollo i dwa Lunokhod) ustawiało się rutynowo.
  • Aż 12 fotonów w jednym impulsie (ograniczone przez detektor - mogło być więcej).
  • Utrzymana prędkość około 3 fotonów na impuls w ciągu kilku minut. To około 65 razy więcej fotonów wykrytych niż poprzednie próby.
  • Aż 50000 fotonów powrotnych wykrytych w pojedynczej lunacji (w ciągu 5 godzin pracy).

Od połowy 2011 r. Uważano, że precyzja zakresu (na sesję) wynosiła około 1,8–3,3 mm na reflektor, podczas gdy orbita Księżyca jest określana mniej więcej na poziomie 15 mm. Luka między pomiarami a teorią może wynikać z systematycznych błędów w określaniu odległości, niewystarczającego modelowania różnych konwencjonalnych efektów, które stają się ważne na tym poziomie, lub ograniczeń naszej teorii grawitacji . Chociaż możliwe jest, że ta rozbieżność wynika z nowej fizyki , głównym podejrzanym jest niewystarczające modelowanie, ponieważ wiadomo, że jest to zarówno złożone, jak i trudne.

Aby umożliwić APOLLO poprawę ponad poziom dokładności pomiaru części na bilion, w 2016 roku dodano zegar atomowy cezu i ulepszony system kalibracji. Po wdrożeniu nowego systemu możliwa dokładność może zostać zwiększona do ponad 2 mm.

Nowy system potwierdził dokładność poprzednich pomiarów. Okazało się, że poprzednia estymata 10 ps błędu (odpowiadające 1,5 mm niepewności odległość) nadana Apollo w GPS -synchronized pieca o kontrolowanej oscylator kwarcowy był zbyt niski prawdziwa liczba była bliższa 20 ps (3 mm). Jednak staranne prowadzenie dokumentacji pozwoliło na ponowną analizę starych danych w świetle nowego zrozumienia zmian zegara i odzyskania większości dokładności.

Potwierdzając dokładność poprzednich pomiarów i dokonując nowych, jeszcze dokładniejszych pomiarów, nadal pozostaje nierozwiązany Rozbieżność 15–20 mm między teorią a eksperymentem jest teraz mocniej umieszczana w modelach teoretycznych.

Współpraca

APOLLO to współpraca między: University of California, San Diego ( Tom Murphy główny badacz ), University of Washington , Harvard , Jet Propulsion Laboratory , Lincoln Laboratory , Northwest Analysis, Apache Point Observatory i Humboldt State .

Bibliografia

Linki zewnętrzne