Лазерная локация Луны

[Виталий Насенник]

Сообщение от thirtyseconds

На самом деле Игорь один из немногих здесь, кто занимается наукой, причем является специалистом международного уровня.

Сообщение от thirtyseconds

Не знаю, какой наукой и где он занимается, да и вообще не хочу обсуждать его персону, но тут на форуме он занимается разве что неуклюжим троллингом.

Сообщение от thirtyseconds

Вам-то конечно без разницы, телепат определяющий отсутствие совести, честность и компетентность на расстоянии такими мелочами не интересуется, вероятно.

Вы тоже троллите и также низкопробно.

Я, естественно, не телепат, чего у кого в голове - знать не могу, ориентируюсь только по публикациям.

Смотрим на публикации. Цитирую из статьи Ю.Л.Кокурина, Л.А.Ведешина "Советско-французский эксперимент по лазерной локации Луны":

Диапазон рабочих углов отражателя ~ ±10—15°. Приблизительно с такой точностью он должен быть сориентирован на Землю. Отклонения оси отражателя за счет либрации Луны могут достигать ~ ±7°. Для того чтобы не выйти за диапазон рабочих углов, ориентация отражателя по углу места и азимуту осуществляется с точностью ~ 2—3°.

В конце своего пути "Луноход-1" был установлен на горизонтальной площадке и его УО был надлежащим образом сориентирован на Землю. ("Передвижная лаборатория на Луне ЛУНОХОД-1" в 2 томах.)

В конце своего пути "Луноход-2" по неудачному стечению обстоятельств заехал в кратер, а в результате неверного маневрирования зачерпнул открытой крышкой лунный грунт, после чего при закрывании крышки грунт высыпали на внутренную поверхность. В результате загрязнения солнечных батарей лунной пылью нарушилось энергоснабжение лунохода, а в результате загрязнения радиатора - тепловой режим.

- Это произошло при движении в очень сложных условиях внутри одного из кратеров. На стенке этого кратера притаился еще один, вторичный, маленький. Это самое подлое на Луне. Чтобы выбраться из этого паршивого кратера оператор-водитель принял вместе с экипажем решение луноход сдать назад. А солнечная панель была откинута. И получилось так, что крышкой солнечной панели он въехал в стенку этого невидимого, ведь камеры смотрели только вперед, кратера. Он черпнул лунного грунта на солнечную панель. А после того, как выбрались, решили эту панель закрыть. Но лунная пыль такая противная, что ее так просто не стрясешь. За счет запыления солнечной батареи упал зарядный ток. а из-за того, что пыль стряслась на радиатор, нарушился тепловой режим. В итоге в этом злополучном кратере Луноход-2 и остался. Все попытки спасти аппарат закончились ничем.

ссылка

Это говорит О.Г. Ивановский. В 1958-59 годах был ведущим конструктором по станциям серии Ев ОКБ-1, с 1965 - заместителем главного конструктора, а с 1971 по 1983 год - главным конструктором по лунной тематике НПО имени Лавочкина. Ныне он директор музея НПО имени С.А.Лавочкина.

А вот показания непосредственного водителя "Лунохода-2" В.Г. Довганя, в те времена - капитан, затем майор, сейчас - генерал-майор, академик, профессор.

Со вторым история получилась глупая. Четыре месяца он уже находился на спутнике Земли. 9 мая я сел за штурвал. Мы угодили в кратер, навигационная система вышла из строя.

Как выбираться? Не раз мы уже попадали в подобные ситуации. Тогда просто закрывали солнечные батареи и выбирались. А тут - в группе управления новые люди. Они и приказали не закрывать и так выбираться. Мол, закроем, и не будет откачки тепла из лунохода, приборы перегреются. Мы не послушались и попробовали выехать так. Зацепили лунный грунт. А лунная пыль такая липкая. А тут еще приказывают закрыть панель солнечной батареи - мол, пыль сама по себе и осыплется. Она и осыпалась - на внутреннюю панель, луноход перестал получать подзарядку солнечной энергией в необходимом объеме и постепенно обесточился. 11 мая сигнала от лунохода уже не было.

ссылка

"Луноход-2" остался в этом злополучном кратере, неориентированным на Землю по азимуту и углу места. Его УО лоцировать невозможно.

А теперь смотрим статью Алёшкиной. Что же мы видим? Без страха и упрёка публикуются сведения о локации в течение почти 40 лет УО "Лунохода-2"!

Про "Луноход-1" Алёшкина пишет:

К сожалению, отражатель "Лунохода-1" вышел из строя, зато четыре остальных продолжают работать и сегодня.

Вот что написано в Википедии

Отражатель «Лунохода-1» в первые полтора года работы обеспечил порядка 20 наблюдений (первое — 5 декабря 1970 г.), но затем его точное положение утерялось.

Луноход, что, вышел из дома погулять и не вернулся? Википедия, что с неё взять... Но ведь эта чушь повторяется по всем ресурсам!

В 2010 году группа под руководством Тома Мерфи сообщила о нахождении "Лунохода-1". В публикациях с сообщением о нахождении "Лунохода-1" тоже повторяется та же сказочка, что в течение почти 40 лет его местоположение считалось утерянным. Том Мерфи пишет о том, что сигнал от "Лунохода-1" в 5 раз ярче, чем о "Лунохода-2" - сопоставление этого его утверждения с утверждением Алёшкиной о выходе УО из строя вызывает как минимум сомнение в честности и компетентности кого-то из них, а в сопоставлении с утверждениями Ивановского и Довганя - так и обоих, хотя показания Ивановского и Довганя тоже противоречат друг другу и сами себе.

[Виталий Насенник]

Цитирую Алёшкина Е.Ю. "Лазерная локация Луны". "Природа", №9, 2002г.

За время распространения сигнала телескоп из-за вращения Земли и её движения по орбите перемещается на расстояние ~1.6 км от места излучения,

Цитирую Фоллер, Уамплер "Лунный лазерный отражатель"

В результате аберрации центр отраженного пучка света смещается примерно на 1,6 км от точки выхода первоначального импульса света с Земли.

Откуда цифра 1,6 км? Как ни считаю, а больше 1,2 км, да и то на экваторе, никак не получается!

Как считаю. Свет распространяется прямо только в инерциальных системах отсчёта. В качестве таковой выбираю систему, связанную с барицентром системы Земля-Луна. Вообще-то, она не совсем инерциальная, поскольку вращается вокруг Солнца со скоростью ~30 км/с, но за время эксперимента по ЛЛЛ (2,5 с) она сместится от прямолинейного движения всего-навсего на 18,6 мм, так что можем этими миллиметрами пренебречь и в рамках эксперимента считать систему инерциальной.

Пусть телескоп размещён на экваторе. В средних широтах смещение будет меньше как cos(широта). Период обращения Земли вокруг своей оси 86164,1 с. Экваториальный радиус Земли 6378,1 км, окружность по экватору 40 075 017 м. Следовательно, за время путешествия луча света до Луны и обратно 2,508 с, Земля успеет повернуться, и в системе координат, связанной с центром Земли, телескоп сместится на 1166,5 м. Это вокруг центра Земли. Если вспомнить, что при этом барицентр системы Земля-Луна находится на расстоянии 4665,9 км от центра Земли в направлении Луны, то для приведения результата смещения в выбранную условно-инерциальную систему нужно учесть смещение Земли относительно положения в момент испускания импульса. За 2.5 с центр Земли сместится из-за вращения вокруг барицентра З-Л на 31,5 м. Следовательно, если мы, находясь на экваторе, наблюдаем Луну в зените, то это смещение нужно вычесть, а фактическое смещение будет 1135 м. Если бы мы могли наблюдать Луну в надире, находясь на противоположной стороне Земли (гипотетически, если бы Земля была прозрачной), то смещение надо было бы прибавить - получилось бы 1198 м.

Кто из нас неправильно считает?

[Ernest]

Интересно. Чего-то я похоже также не понимаю.

Луна по своей орбите движется со скоростью примерно 1 км/сек, так что если стрелять из телескопа установленного в центре ее орбиты, прицеливаясь в видимое место нахождения отражателей (без упреждения), то за время пока свет от Луны пришел к нам, а потом лазерный импульс попал на Лунную поверхность (то есть примерно 2.5 сек) Луна фактически сместится на 2.5 км. Что и было бы обсуждаемой ошибкой при неподвижном телескопе в центре орбиты Луны.

Однако телескоп участвует во вращательном движении Земли то есть при установке на экваторе проходит 40000 км за сутки, или 0.46 км в сек, то есть фактическая скорость относительного движения (Луна в зените, телескоп на экваторе) составит не 1 км/сек, а 0.54 км/сек, а минимальная ошибка наведения 0.54*2.5 = 1.35 км.

[Виталий Насенник]

Сообщение от Ernest

Интересно. Чего-то я похоже также не понимаю.

Это два разных смещения, их нельзя смешивать.

Сообщение от Ernest

Луна по своей орбите движется со скоростью примерно 1 км/сек, так что если стрелять из телескопа установленного в центре ее орбиты, прицеливаясь в видимое место нахождения отражателей (без упреждения), то за время пока свет от Луны пришел к нам, а потом лазерный импульс попал на Лунную поверхность (то есть примерно 2.5 сек) Луна фактически сместится на 2.5 км. Что и было бы обсуждаемой ошибкой при неподвижном телескопе в центре орбиты Луны.

Я с этого и начал, когда говорил, что лоцировали грунт, а не УО. Скажем, для Ликской обсерватории указаны следующие параметры: рубиновый лазер (694,3) с энергией 7 Дж (может до 10 Дж), диаметр телескопа 3 м, даёт на Луне пятно диаметром 2 мили (3,2 км). Источник сведений - Apollo 11 Preliminary Science Report, p.170 (по файлу страница 160). Наведение луча - строго вдоль оси телескопа.

Для того, чтобы попасть по УО, наводить нужно с упреждением. Ну или луч расширять. Для ИСЗ, кстати, эта проблема ещё сильнее. На Луне, если промажешь, получишь отражение от грунта. Если попадёшь на плоскую местность с нужным радиусом кривизны - будешь думать, что попал по УО. Ну разве что яркость меньше. А вот если лоцировать ИСЗ и промажешь - просто ничего не получишь. Поэтому нужно наводить лазер с упреждением на 2v/c относительно видимого положения.

Эта скоростная аберрация является следствием работы в неинерциальной системе "телескоп-ИСЗ" или "телескоп-Луна".

Сообщение от Ernest

Однако телескоп участвует во вращательном движении Земли то есть при установке на экваторе проходит 40000 км за сутки, или 0.46 км в сек, то есть фактическая скорость относительного движения (Луна в зените, телескоп на экваторе) составит не 1 км/сек, а 0.54 км/сек, а минимальная ошибка наведения 0.54*2.5 = 1.35 км.

Да нельзя так делать! Это неинерциальная система отсчёта! Земля вращается сама по себе, Луна - вокруг Земли - сама по себе. Нельзя вращение Земли складывать или вычитать с орбитальным движением Луны!

Орбитальное движение Луны нужно учитывать, чтобы вообще попасть по УО.

Собственное вращение Земли учитывается, когда нужно поймать отражённый сигнал.

Это два разных случая и их нельзя смешивать по причине неинерциальности кругового движения.

[Ernest]

Сообщение от Виталий Насенник

Это два разных смещения, их нельзя смешивать.

Это как вам угодно. На мой взгляд в любой момент времени есть некоторая относительная линейная скорость движения телескопа и Луны отн. друг друга как ее посчитать для простого случая Луна в зените и телескоп на экваторе я показал. В зависимости от расположения телескопа на пов. Земли ошибка упреждения (непопадания оси луча в отражатель) составит от 1.35 до 2.5 км (см. выше).

Да нельзя так делать! Это неинерциальная система отсчёта! Земля вращается сама по себе, Луна - вокруг Земли - сама по себе. Нельзя вращение Земли складывать или вычитать с орбитальным движением Луны!

Забудьте по инерциальность и неинерциальность - есть мгновенная скорость телескопа отн. Луны. Ускорения (и отличия траекторий от прямолиненой) на фоне скорости света и времени опыта ничтожны.

Собственное вращение Земли учитывается, когда нужно поймать отражённый сигнал.

Размер отраженного пятна таков, что особенно заботиться об учете этого эффекта неразумно.

Сообщение от Виталий Насенник

Откуда 2" взялись? Вроде бы для земной атмосферы 1"?

Зависит от места расположения, состояния атмосферы и высоты над уровнем горизонта... С учетом кратковременности сканирования может составлять от 0.2" до 5" и более. Только это все в пользу бедного - рассеивание имеет случайную природу и систематического увода не дает.

[Виталий Насенник]

Сообщение от Ernest

Это как вам угодно. На мой взгляд в любой момент времени есть некоторая относительная линейная скорость движения телескопа и Луны отн. друг друга как ее посчитать для простого случая Луна в зените и телескоп на экваторе я показал. В зависимости от расположения телескопа на пов. Земли ошибка упреждения (непопадания оси луча в отражатель) составит от 1.35 до 2.5 км (см. выше).

Это не как мне угодно, а как правильно. "В любой момент времени", а тут разница между испусканием лазерного импульса и приёмом - две с половиной секунды. Это два разных момента.

Сообщение от Ernest

Забудьте по инерциальность и неинерциальность - есть мгновенная скорость телескопа отн. Луны. Ускорения (и отличия траекторий от прямолиненой) на фоне скорости света и времени опыта ничтожны.

Вот как только забываете про азы - получаете неверный результат.

Время опыта достаточно велико, чтобы при неверном наведении лазера на цель (без упреждения) вообще промахнуться мимо УО.

Сообщение от Ernest

Размер отраженного пятна таков, что особенно заботиться об учете этого эффекта неразумно.

"Неразумно" - это не проверить. Посмотрели, что отражённое пятно заведомо перекрывает смещение телескопа при любых условиях, и удовлетворились на этом. Этой проблемы нет, но сначала надо было посчитать и проверить, есть проблема или нет её.

[Rain Dog]

В результате аберрации центр отраженного пучка света смещается примерно на 1,6 км от точки выхода первоначального импульса света с Земли.

А применимо ли здесь понятие сиинга? Т.е. отраженный свет преломляется атмосферой (случайным образом) и попадает не туда, куда ожидается. Допустим сиинг 2", тогда отклонение получится примерно 1.8 км.

[Виталий Насенник]

Сообщение от Rain Dog

А применимо ли здесь понятие сиинга? Т.е. отраженный свет преломляется атмосферой (случайным образом) и попадает не туда, куда ожидается. Допустим сиинг 2", тогда отклонение получится примерно 1.8 км.

Откуда 2" взялись? Вроде бы для земной атмосферы 1"?

Отражённый от УО свет и так имеет большую расходимость. У французских УО, установленных на "Луноходах", расходимость была 6" (диаметр отражённого пятна на Земле чуть более 11 км).

Американские УО, якобы доставленные на Луну, были сделаны из триппель-призм меньшего размера, у них расходимость была выше - 8,6" (диаметр отражённого пятна на Земле примерно 16 км).

[emirat]

Виталий,
но вы же вроде согласились с расчётами Игоря?
Вы имеете в виду, что если бы лучом попали в луноход, то отражение должно быть в 10 - 100 раз больше, чем имеются сейчас?
Прежде, чем читать объёмные статьи я хотел бы понять предмет спора оппонетов.

[Виталий Насенник]

Сообщение от emirat

Виталий,
но вы же вроде согласились с расчётами Игоря?

У Игоря это не расчёты, а так, оценки. Нет, не согласился. Я привёл свои расчёты, Игорь не возразил.

Сообщение от emirat

Вы имеете в виду, что если бы лучом попали в луноход, то отражение должно быть в 10 - 100 раз больше, чем имеются сейчас?

Даже ещё больше.

Сообщение от emirat

Прежде, чем читать объёмные статьи я хотел бы понять предмет спора оппонетов.

Увы, чтобы разобраться, придётся самостоятельно ознакомиться со всеми первоисточниками.

Моя позиция такова: из публикуемых результатов не следует, что хоть раз велась локация по УО.

Скажем, когда американцы лоцировали, они провели одну серию, нацелив телескоп на 16 км южнее предполагаемого места расположения УО. И что же? Результат этой серии ничем не хуже других! (См. таблицу 7-IV на странице 173 (по файлу 163) - серия 19.)

Когда наши лоцировали, получили блеск от двух точек. При расчёте (грубо заниженном!) n=0,5 они получили от одной точки n=0,065, от второй n=0,076. Во-первых, ну не мог же Луноход раздвоиться? Во-вторых, прямым текстом написано, что "сигнал почти на порядок ниже расчётного". (Глава VII, стр.179-180.)