Революция в измерениях Земли с помощью лазерных ретрорефлекторных матриц (LRA)

к Мануэль Коста
5 Комментарии
Geodesy

Спутники GPS играют ключевую роль в отслеживании местоположения, помощи в навигации и поддержке различных приложений. Однако под поверхностью этой хорошо известной технологии скрывается замечательная инновация, которая меняет наше понимание динамической природы Земли: массивы лазерных ретрорефлекторов (LRA). Эти LRA повышают точность геодезии — научной дисциплины, посвященной изучению формы, вращения и изменений Земли.

По сути, LRA позволяют точно измерять расстояния, что является фундаментальным аспектом мониторинга глобальных явлений, таких как повышение уровня моря и тектонические сдвиги. Их значение выходит за рамки личной навигации и охватывает более широкую область наблюдения Земли, где они способствуют получению критически важных данных для научных и практических целей.

НАСА вместе с несколькими федеральными агентствами, в том числе Космическими силами США, Космическим командованием США, Лабораторией военно-морских исследований США и Национальным агентством геопространственной разведки, приступило к выполнению миссии по повышению точности геолокационных измерений до миллиметра. используя эти передовые LRA. Стивен Мерковиц, руководитель проекта НАСА по космической геодезии, подчеркивает, что основной целью лазерной локации и LRA является повышение точности наблюдений Земли, подчеркивая их решающую роль в научных исследованиях.

Чтобы гарантировать эффективность этих LRA в суровых космических условиях, специальная группа ученых и инженеров тщательно их протестировала. Недавно первая партия этих передовых лазерных ретрорефлекторных решеток была отправлена Космическим силам США и компании Lockheed Martin, что стало значительным шагом на пути к улучшению возможностей спутников GPS следующего поколения.

Но как работают эти лазерные ретрорефлекторы? Концепция, лежащая в их основе, включает в себя лазерную локацию — метод, который использует короткие лазерные импульсы для определения расстояний между объектами. Наземная станция излучает лазерные импульсы в сторону находящегося на орбите спутника, который затем отражает эти импульсы от массива LRA и обратно на станцию. Измеряя время, необходимое свету на путь от земли до спутника и обратно, ученые могут точно рассчитать расстояние спутника от поверхности Земли.

Лазерная локация и LRA были неотъемлемой частью космических миссий на протяжении десятилетий и необходимы для спутников наблюдения за Землей, таких как ICESat-2, SWOT и GRACE-FO. Примечательно, что LRA даже нашли свое место на поверхности Луны во время миссий «Аполлон», продемонстрировав свою универсальность.

Что делает LRA уникальными, так это их способность отражать свет обратно к его источнику. Для этого необходимо разместить три зеркала под прямым углом, эффективно создавая внутренний угол куба. Каждый LRA состоит из массива из 48 таких зеркальных углов, что позволяет точно контролировать направление отраженного света.

Итак, какое влияние окажут лазерные ретрорефлекторные решетки на геодезию и наблюдения Земли? Геодезия, междисциплинарная область, охватывает изучение формы Земли, гравитации, вращения и их постоянно развивающейся динамики. Поверхность Земли претерпевает постоянные, хотя и незначительные, изменения из-за таких факторов, как движение тектонических плит и таяние полярных льдов. Учитывая эти колебания и несферическую форму Земли, установление надежной системы отсчета для измерений становится критически важным.

LRA и лазерная локация не только обеспечивают точное позиционирование спутников на орбите, но также предоставляют точную информацию о местоположении наземным станциям на Земле. Примечательно, что они позволяют ученым определять центр масс Земли, служащий отправной точкой для всех измерений. Эти геодезические измерения настолько точны, что позволяют определить центр массы Земли с точностью до миллиметра.

Эта точность играет ключевую роль в определении долготы и широты для спутниковых измерений, эффективно картируя поверхность Земли. Это становится особенно важным во время значительных событий, таких как цунами и землетрясения, которые могут вызвать незначительные смещения центра масс Земли. Точные измерения лазерной локации необходимы для количественной оценки и понимания этих изменений.

Более того, спутниковые наблюдения за такими явлениями, как повышение уровня моря, опираются на точную систему отсчета. Тонкие долгосрочные тенденции повышения уровня моря в сочетании с сезонными и региональными колебаниями требуют системы отсчета, которая превосходит точность этих изменений, чтобы обеспечить точные измерения.

В заключение, лазерные ретрорефлекторные матрицы представляют собой замечательное технологическое достижение, имеющее глубокие последствия для геодезии и наблюдений Земли. Расширяя нашу способность измерять форму, вращение и изменения окружающей среды Земли с беспрецедентной точностью, LRA способствуют нашему пониманию нашей динамичной планеты и ее сложных взаимодействий.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) о геодезии

Какова основная цель лазерных ретрорефлекторных решеток (LRA) при измерениях на Земле?

LRA в основном используются для повышения точности геодезии, которая включает изучение формы, вращения и изменений Земли. Они обеспечивают точные измерения расстояний, необходимые для мониторинга таких явлений, как повышение уровня моря и тектонические сдвиги.

Как лазерные ретрорефлекторы работают в спутниковых измерениях?

LRA работают путем отражения лазерных импульсов, излучаемых наземными станциями с орбитального спутника. Измеряется время, необходимое отраженному свету, чтобы вернуться обратно на наземную станцию, что позволяет точно рассчитать расстояние спутника от Земли.

Какую роль LRA играют в спутниках наблюдения за Землей?

LRA являются важными компонентами спутников наблюдения за Землей, таких как ICESat-2, SWOT и GRACE-FO. Они обеспечивают точное позиционирование спутников, позволяя получать важные данные для научных исследований и практического применения.

Почему в геодезии важно устанавливать систему отсчета?

Система отсчета жизненно важна для точного картографирования поверхности Земли и понимания динамических изменений. LRA помогают определить центр масс Земли, служа отправной точкой для измерений, особенно во время таких событий, как землетрясения и цунами.

Как местные и региональные власти способствуют измерению повышения уровня моря?

LRA поддерживают точные измерения незначительных изменений уровня моря. Точные системы отсчета, обеспечиваемые LRA, необходимы для мониторинга долгосрочных тенденций повышения уровня моря и региональных изменений, обеспечивая критическое понимание этого важного явления.

Подробнее о геодезии

Вам также может понравиться

5 Комментарии

ЛюбопытныйКошка 1ТП2Т - 1ТП3Т

Итак, как же работают LRA? как ты объяснишь это проще? я не научный эксперт.

Отвечать
SpaceGeek55 1ТП2Т - 1ТП3Т

НАСА проводит здесь огромную работу. мне нравится, как они используют Laser 4 Messuremnts. очень наука!

Отвечать
EarthWatcher21 1ТП2Т - 1ТП3Т

Имп геодезии 4 понимает земные изменения. обожаю читать об этом. спасибо 4 за эту информацию!

Отвечать
Технический энтузиаст 1ТП2Т - 1ТП3Т

LRAs и технологии, меняющие правила игры. гуд 4 карты, да? Данные о повышении уровня моря имеют решающее значение. так держать, НАСА!

Отвечать
Читатель123 1ТП2Т - 1ТП3Т

вау, это потрясающая вещь! Ласр Аррис звучит очень круто. Я не знаю, что они помогли Земле что-то сформировать. к черту!

Отвечать

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский