http://www.edunews.net.cn/2020/kexue_0929/16921.html当阿波罗(Apollo)宇航员降落在月球上时,他们带来了称为后向反射器的装置,该装置实质上是一小排镜子。该计划的目的是让地球上的科学家将激光瞄准它们并计算光束返回所花费的时间。这提供了对月球轨道和形状的极其精确的测量,包括月球如何根据地球的引力略有变化。
直到今天,这些阿波罗时代的月球后向反射器的研究仍在继续,科学家们希望在火星上进行类似的实验。NASA的毅力漫游车(计划于2021年2月18日降落在“红色星球”上)携带掌上大小的激光后向反射器阵列(LaRA)。该机构的InSight着陆器上还有一小块,称为InSight激光逆反射器(LaRRI)。并将在2022年发射的ESA(欧洲航天局)ExoMars火星漫游车上安装后向反射器。
尽管目前尚无用于此类火星研究的激光器,但这些设备是面向未来的:像这样的反射器有一天可以使科学家们进行所谓的激光测距研究,以测量火星探测器在火星上的位置在表面上测试爱因斯坦的广义相对论,并帮助使未来在红色星球上的着陆更为精确。
西蒙娜·戴尔·阿涅洛(Simone Dell'Agnello)表示:“激光后向反射器是有光泽的点状位置标记,”意大利国家核物理研究所负责开发所有三个后向反射器,该研究所代表意大利航天局制造了该装置。“由于它们简单且无需维护,因此它们可以工作数十年。”
这些设备的工作原理很像自行车反射镜,将光向光源反射回来。例如,
Perseverance毅力號 的LaRA是一个2英寸宽(5厘米宽)的圆顶,上面散布着半英寸的包含玻璃电池的孔。
在每个像元中,三个镜面彼此成90度角放置,从而使进入孔中的光以与它发出的方向完全相同的方向被引导回去。
LaRA比月球上的后向反射器小得多。最早的,是由阿波罗11号和14号任务执行的,大约相当于典型的计算机显示器的大小,并嵌入了100个反射器。阿波罗15发射的反射镜更大,并内置300个反射镜。这是因为激光必须向月球和月球传播多达478,000英里(770,000公里)。回程时,光束是如此微弱,无法被人眼察觉。
尽管火星在距地球最远的位置约2.49亿英里(4.01亿公里),但Perseverance的LaRA和InSight的LaRRI用来反射的光束实际上实际上要短得多。激光束不需要从地球上来回传播,而这将需要巨大的后向反射器,而是只需从配备有合适激光器的未来火星轨道器上来回传播即可。
InSight 的 Laser Retroreflector for InSight (LaRRI )