Laserentfernungsmessung Erde Mond

@fisted



Nun erstaml ist es nicht möglich da die erde im Spiegel auf dem Mond reflektiert wird, auch wenn die Sonne nicht die Erde reflektiert, und etliche Photone wieder auf die Erde auftreffen müssen. Denn mit einem starken Teleskop kann man auch theoretisch die Erde auf dem Spiegel erkennen, das heist die Photonen reichen von Spielgelbild "Erde" bis zur Erde.

Und da die milliarden von verschiedenen Lichtfrequenzen die von der Erde aus gehen mit einer Frequenz zum spiegel senden, enspricht jedes Photon was auf dem Spiegel reflektiert einen Impuls.

Unzwar nicht nur die Frequenz von Glühbirnen der Stättebeleuchtung von 50HZ (50 impulse/sek), sondern auch die Lichtfrequenz innerhalb dieses Impulses jede 50stel sekunde.

Kann mir niemand erzählen dass nur das Photon des Lasers auf dem Spiegel trifft den man warscheinlich nichtmal mit dem Teleskop von der Erde aus im Spiegel des Mondes erkennen kann ;)

Denn auch wenn die leuchtene Erde kein gebündeltes Licht ist wie bei einem Laser, so ist diese Leuchtene Erde eine riesige LED, oder eine "kleine" LED die ganz nahe am spiegel steht.

Und kommt mir nicht damit dass die einzelnen Photonen des Lasers mehr Energie haben als Photonen aus jeder anderen Lichtquelle. Denn wie reguliert man denn die Energie eines Photons, wenn nicht die gesammtenergie der Photone durch die Bündelung dieser?

@Primpfmümpf

Doch, das funktioniert sehr gut, da die Reflektoren eben keine normalen Spiegel sind, sonder "corner - cube" - Reflektoren.

http://www.redoptronics.com/corner-cube-retroreflector.html

Und da diese ein Photon immer genau in die Richtung reflektieren, aus der es ankommt, wird die Messstation auf der Erde auch nur von den Photonen getroffen, welche sie ausgesendet hat.

@ShortVisit

Ja die Photonen verlassen den Reflektor nur im gleichen Winkel, was nicht heist dass das selbe Photon welches auf dem ersten Winkel eintrifft, auch die selbe Strecke zurücklegt, denn es ist nur parallel.

ShortVisit schrieb:Und da diese ein Photon immer genau in die Richtung reflektieren, aus der es ankommt, wird die Messstation auf der Erde auch nur von den Photonen getroffen, welche sie ausgesendet hat.

Du willst mir also sagen dass selbst wenn die Erde extrem hell(wobei das scheiß egal ist aber egal) von der Sonne angeleuchtet wird, nicht ein einziges Photon im Spiegel reflektiert? Ja aber wohin reflektieren denn dann diese Photonen? Ja wie weit verfehlen sie denn den Spiegel um auf gleichen Weg durch den tollen corner Reflektor zurück zur Erde zu kommen? :D

Übrigens wie genau muss dieser corner reflektor ausgerichtet sein um genau dieser zwei drei "nötigen" Photone, welche ja die einzig reflektierten sind durch die Lichtausbreitung, durch den selben reflektionswinkel zu empfangen? Das wird ja immer... naja

@Primpfmümpf

1) Gehe ich mal davon aus dass diese Messungen gemacht werden wenn sowohl beim Observatorium als auch an beim Spiegel gerade Nacht ist.

2) Der Spiegel muss eben nicht besonders genau ausgerichtet sein, kann wohl locker auch um 10 oder 20° falsch eingestellt sein. Das ist ja grade der Vorteil an diesen Reflektoren. Jedes Photon, dass so ungefähr aus der passenden Richtung kommt, wird exakt in seine Ausgangsrichtung zurückreflektiert.

@MareTranquil
Da gehen auch noch größere Winkel wenn man günstig trifft. Und da der Strahl wesentlich weiter divergiert ist als der Reflektor groß ist, ist "günstig" quasi fast immer gegeben. Es geht also bis zu (ausschließlich) 45°.

@Primpfmümpf
Man sollte natürlich auf der Erde am Detektor noch einen Kollimator einbauen, der dann wieder nur Licht aus Richtung des Retroreflektors durchlässt.

Natürlich registriert so ein Photomultiplier immer mal wieder Photonen die zufällig irgendwie durch den Kollimator passen, wenn man das allerdings hinreichend gut justiert, ist das Signal eindeutig vom Rauschen zu unterscheiden.

Hi,

@ShortVisit

Kleine OT Ergänzung zu:

ShortVisit schrieb:Die Sperry 9400, 9480 und 9700 und noch ein paar andere hatten ein ganzes Display - Panel mit hunderten Nixies (Glimmlämpchen), die gleichzeitig Drucktasten waren und mit denen man einzelne Bits in den verschiedensten Registern der CPU setzen konnte.

Ich habe Anfang der 80er mit einem 16 bit Entwicklungssystem der Firma National Semiconductor gearbeitet, da musste man die Startadresse des Rechners mit Schaltern eingeben, die Lämpchen dienten dazu als Kontrolle.
Nix einschalten und automatisches booten. Das war Sciencefiction. :D

Zum Thema:
kam der eigentlich schon:http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2009/07/22/laserstrahlen-am-mond-lunar-laser-ranging/ ?

Wer zweifelt, sollte sich an http://www.fesg.bv.tum.de/91872--~fesg~forschung~llr.html (Archiv-Version vom 07.01.2014) wenden.

-TR

@Primpfmümpf

Primpfmümpf schrieb:Du willst mir also sagen dass selbst wenn die Erde extrem hell(wobei das scheiß egal ist aber egal) von der Sonne angeleuchtet wird, nicht ein einziges Photon im Spiegel reflektiert? Ja aber wohin reflektieren denn dann diese Photonen? Ja wie weit verfehlen sie denn den Spiegel um auf gleichen Weg durch den tollen corner Reflektor zurück zur Erde zu kommen? :D

Wie @Zotteltier und @MareTranquil schon schrieben - Die Ausrichtung eines solchen Reflektors ist unkritisch.

Da die Photonen genau in der Richtung reflektiert werden, in der sie ankommen und da nur Photonen aus dem Laser aus der Richtung des Detektors auf der Erde ankommen und da weiters auf dem Mond keine Verzerrung durch eine Atmosphäre vorhanden ist kann auf der Erde getrost die Sonne scheinen. Ein relativ kleiner dunkler Bereich rund um den Laser sollte völlig ausreichen.

Ein weiteres Filterungs - Kriterium ist dann natürlich auch die Dauer des (extrem kurzen) Impulses

@Primpfmümpf

Was die Genauigkeit betrifft - denk mal daran, dass mittels der GPS - Satelliten, welche mittlerweile auch zur Landvermessung eingesetzt werden, die Position des Empfängers auf +/- 5 mm genau bestimmt werden kann. Und das völlig routinemässig.

zodiac68 schrieb:Nein. Licht hat immer Lichtgeschwindigkeit

Aber nur im gleichen Bezugssystem. Für eine genaue Entfernungsmessung Erde-Mond müssen auch gravitative Effekte berücksichtigt werden, welche die Raum-Zeit verzerren.

@Celladoor
Hebt sich die Raum-Zeit verzerrung nicht auf?
Also ist es nicht doch so, dass v=Strecke/Zeit ist und wenn der Raum größer wird, die Zeit auch größer? Also das in der Summe immernoch die Lichtgeschwindigkeit (für das jeweilige Medium) rauskommt?
Und wenn diese "Raum-Zeit-Änderung" statt finden sollte... ist es für uns Interessant? also ich mein, wenn der Raum tatsächlich radikal verformt sein sollte, dürfte es für uns keine Rolle spielen, da wir uns eh entlang des Raumes bewegen müssen... Mit anderen Worten: Wenn man ein blatt Pappier willkürlich verformt, bleibt die Strecke entlang des Blattes von A-B immernoch die selbe... oder leide ich an Schlafentzug? :-D

@MareTranquil

MareTranquil schrieb:Gehe ich mal davon aus dass diese Messungen gemacht werden wenn sowohl beim Observatorium als auch an beim Spiegel gerade Nacht ist.

Tut mir leid, das Argument zieht bei mir irgendwie nicht.

Wenn der Impulse eine Strahlungsscheibe von 150 cm bildet(direkt nach dem Abschuss) den man nicht mal als Dauerimpuls(meinet wegen ne Minute lang) aus 1000 km erkennen kann, und schon garnicht auf dem Mond, denke ich dass diese Lichter wie auf dem Bild mehr Photone die Reflektoren reflektieren lassen als die 150 cm breite Strahlungsscheibe. Denn diese Lichter könnte man definitiv mit bloßem Auge im Schminkspiegel auf dem Mond erkennen.


Dieses Bild stammt von der OSIRIS Kamera der Rosetta.
http://www.universetoday.com/16459/rosetta-begins-tracking-asteroid-steins-for-flyby/

Hi,

@Primpfmümpf

Primpfmümpf schrieb:Wenn der Impulse eine Strahlungsscheibe von 150 cm bildet(direkt nach dem Abschuss) den man nicht mal als Dauerimpuls(meinet wegen ne Minute lang) aus 1000 km erkennen kann, und schon garnicht auf dem Mond, denke ich dass diese Lichter wie auf dem Bild mehr Photone die Reflektoren reflektieren lassen als die 150 cm breite Strahlungsscheibe. Denn diese Lichter könnte man definitiv mit bloßem Auge im Schminkspiegel auf dem Mond erkennen.

... dunkel ist der Worte Sinn ... Könntest du das bitte mal übersetzen?
-TR

Er meint, dass zwar die Lichter einer Großstadt problemlos vom Mond aus zu sehen sind. Wir Menschen aber nicht in der Lage sind einen Laser zu bauen, der nur einen ganz bestimmten Punkt für eine sehr sehr kurze Zeit auf dem Mond beleuchten soll.

@Holzer2.0

Natürlich können wir so einen Laser bauen. Und er beleuchtet auch den Mond. Nur wie kann man die Photonen vom Laser von den Lichtern der Erde unterscheiden die mit etwas mehr als 1 Gigawatt pro 150 Picosekunden den Mond beleuchten. Oder besser gesagt, im Spiegel der Reflektoren zu erkennen sind.

Ich vermute, dass diese Laser und Detektoren nicht in Großstädten stehen und da das einfallende Licht immer in die Richtung reflektiert wird aus der es einfällt, das Licht der Großstädte keine Rolle spielt?

Ich könnte mir auch noch vorstellen, das die Frequenz des Laser eine Frequenz ist die nicht irgendwo im sichtbaren Bereich liegt. Dann kann man den ganz gut von ner Glühbirne unterscheiden.

Die Lichter der Großstätte fallen genauso auf dem Spiegel, da gibs keine Richtung.