По моей просьбе Виталий Насенник, автор статьи про ложь (мягче говоря ошибочность) результатов лоцирования лазерных отражателей на Луне
40 лет шарлатанства, написал разъяснение:
Как отличить отражённый лазерный сигнал с Луны от грунта и ретрорефлектора?1) По яркости отражённого сигнала. Оптика - наука точная. Рассчитываем отражение для двух вариантов - отражение от уголкового отражателя и отражение от грунта, а также считаем уровень собственного шума и фоновой засветки. После этого проводим эксперимент, измеряем количество зарегистрированных фотонов и сравниваем с расчётными значениями. Уголковый отражатель спроектирован так, чтобы сигнал от него был не менее, чем на 1-2 порядка ярче, чем для отражения от грунта.
2) По компактности отражённого сигнала. Уголковый отражатель обладает таким интересным свойством, что все фотоны, независимо от того, в какое место входного окна влетели, проходят внутри отражающего элемента одинаковый путь, следовательно, если они одновременно влетели, то они одновременно и вылетят. Т.е. если мы направим на уголковый отражатель импульс длительностью 20 ps, то и назад прилетит импульс точно такой же длительности (если у нас уголковый отражатель состоит из одного-единственного элемента). Если же у нас уголковый отражатель состоит из массива элементарных уголковых элементов, и лоцирующий луч падает не по нормали к поверхности, то отражённый сигнал распадётся на отдельные импульсы, соответствующие каждому отражающему элементу в массиве. Тут есть две проблемы. Во-первых, атмосфера. Турбулентность в атмосфере размывает фронт лоцирующего импульса, даже идеально компактный имульс, скажем, длительностью 1 ps, на выходе из атмосферы уже расползётся примерно на половину наносекунды. Во-вторых, возникают сложности с регистрацией отклика с такой высокой точностью. Сейчас на лазеролокационных станциях используют массивы фотодиодов, работающих в лавинном режиме ("Гейгеровский режим"), для этого на фотодиоды подают очень высокое обратное напряжение (до 120 вольт). Ну да, при таком режиме достигается очень высокий квантовый выход (0.3-0.6), но фотодиод в таком режиме регистрирует только один фотон, после этого его нужно выключать, снимать с него напряжение и ждать, пока он рассосётся в нормальное состояние. Соответственно, энергию лоцирующего импульса выбирают таким образом, чтобы по расчёту регистрировалось примерно 1 фотон с импульса - больше бессмысленно, меньше неэффективно. Для предлагаемого мною варианта проверки нужно взять старый добрый фотоумножитель, он, конечно, обладает заметно меньшим квантовым выходом (0.1-0.2), но зато может работать в непрерывном режиме. Также надо взять достаточно мощный лазер, чтобы по расчёту получалось не один и не несколько фотонов с импульса, а много, чтобы можно было зарегистрировать профиль отражённого сигнала в пределах одного импульса. Но фотоумножители тоже имеют свой недостаток - они и сами размывают выходной импульс, причём, ширина выходного импульса даже от одного-единственного фотона получается много больше, чем нужно для предлагаемого эксперимента. Т.е. взять вот просто так вот и измерить длительность отражённого импульса - технически крайне сложная задача. Тут просто хотя бы один фотон поймать крайне непросто, не всякой стране по силам, а измерить при этом длительность отражённого импульса - ещё намного сложнее!
3) Можно попробовать измерить размеры отражённого пятна. Расходимость отражённого пятна однозначно определяется отношением длины волны света, используемого для лазерной локации, к апертуре элемента уголкового отражателя. Соответственно, для этого эксперимента потребуется много одинаковых приёмных телескопов, размещённых на довольно большой площади, синхронно регистрирующих отражённый сигнал. У нас должно получится примерно гауссовское пятно, смещённое к востоку от излучающего телескопа на величину релятивистского сдвига. (Точнее - даже несколько пятен. Far field diffraction pattern от уголкового отражателя представляет собой яркое центральное пятно, а вокруг него "ромашкой" ещё несколько пятен послабее. От массива элементов пятна наложатся, там картина сложнее будет.) Вариант таскать по площадке один телескоп - очень плохой вариант. Его нежную оптику при перевозке могут сбить, плюс проблемы с наведением и синхронизацией, плюс мы за один сеанс даже для одной точки статистику едва-едва успеваем собрать. Из-за того, что у нас примерно 1 фотон на импульс, нам, чтобы уверенно набрать статистику, нужно сделать несколько тысяч импульсов, а поскольку темп этих импульсов невелик (несколько десятков импульсов в секунду), то время на один сеанс получается пара десятков минут, а то и полчаса, т.е. за одну ночь мы не очень много сеансов успеем провести. Т.е. теоретически такой эксперимент возможен, практически, это дорого и сложно - как я уже говорил, не всякой стране доступно хотя бы одну лазеролокационную станцию сделать. (Лоцировать Луну и ИСЗ - это две сильно разные задачи! Луну лоцировать намного сложнее!)
4) Вариант отражения от грунта можно доказать, если лазерный луч посылать из одной обсерватории, а принимать в нескольких других, находящихся заведомо далеко от лоцирующей обсерватории (много дальше отражённого пятна). Тут требуется, чтобы эти обсерватории, участвующие в эксперименте, работали очень синхронно. Если в пределах одной обсерватории синхронизировать приёмную часть с передающей более-менее реально, то синхронизировать несколько обсерваторий, находящихся весьма далеко друг от друга, очень сложно. Ещё надо отловить ситуации, когда Луна видима из них из всех, погода благоприятствует и т.д. В общем, тоже весьма сложный эксперимент, на который непонятно, кто бы денег дал.
Ссылка:
https://vitaly-nasen…90207.htmlУ меня вопрос, к г-ну Лисову, который здесь много постов посвятил спорам насчёт лазерной локации.
Как Кокурин различал сигнал, отражённый от лунного грунта, от сигнала, якобы полученного им от отражателя Аполлона-15?
Со ссылками и конкретными цитатами из его работ, разумеется. В целях соблюдения релевантности ответа.