¿Es posible hacer ping a la Luna con un láser como se muestra en "The Big Bang Theory"?

En un episodio de la temporada 3 de The Big Bang Theory , el elenco envía un pulso láser a la Luna. Esto parece ser algo real: Lo que Neil y Buzz dejaron en la Luna (2004). Mis preguntas son:

  1. ¿Alguien podría explicar cómo reproducir esta prueba?

  2. ¿Cuál debe ser la potencia del láser?

  3. ¿Cómo se puede encontrar el reflector en la Luna?

Algunos enlaces o recomendaciones son muy bienvenidos.

¿Qué es 'pingin'?
"Hacer ping" (sp). Como en "Hacer ping a la luna".
También puedes hacer rebotar ondas de radio en la luna, que en realidad es un poco más fácil.
Tenga en cuenta que no solo necesita acceso a un telescopio más allá de lo que he oído en manos de aficionados, sino que también necesita el permiso de la FAA para hacer esto y probablemente no lo otorgarán por curiosidad casual. (El problema es garantizar que el pulso de salida no se encuentre con el ojo del piloto. Causaría un daño permanente).
@LorenPechtel Es un tema serio, pero a diferencia de un puntero láser , el diámetro del haz suele ser enorme (un metro más o menos) y la pupila humana de media docena de milímetros. Entonces, "haría un daño permanente" es cuestionable. Los riesgos de los experimentos de alcance lunar y satelital, así como las comunicaciones ópticas de próxima generación con naves espaciales, son más probables que distraigan o confundan al piloto.
@uhoh, solo es cuestionable si su potencia total es comparable a la de un puntero láser. Pero para medir el alcance lunar se necesita bastante más potencia, por lo que la densidad de potencia sería considerablemente mayor.
@Ruslan no, todavía es cuestionable en ese caso también. Es un factor de un millón o más en área, pero probablemente solo entre 100 y 1,000 en potencia (estimando decenas de mW versus < 10 Watts). Entonces, la cantidad de energía que pasa a través de un orificio de 6 mm es mucho menor.

Respuestas (3)

Hay un video muy bueno de Myth Busters sobre hacer rebotar un láser en la Luna vinculado a continuación.

Para responder a su pregunta, el trabajo actual se realiza con una serie de reflectores de cubo de esquina en la Luna de aproximadamente 50 x 50 cm de tamaño. Los láseres pulsados ​​en la Tierra han sido tradicionalmente láseres Nd:YAG infrarrojos de doble frecuencia verde, similares a los punteros láser verdes DPSS "clásicos" antes de que comercializaran láseres de diodo verde. Es por eso que los punteros láser verdes más antiguos eran tan caros, pesados ​​y grandes, contenían un láser de diodo semiconductor, un láser de cristal infrarrojo Nd: YAG y un cristal de duplicación de frecuencia, todo en un pequeño "banco óptico" dentro del puntero.

No se desanime por los "picos de 1 gigavatio" mencionados en el video, esa es la potencia instantánea durante el pulso muy corto, probablemente de unos pocos nanosegundos. La potencia promedio del láser será de unos pocos vatios más o menos. Es por eso que cada pulso contiene "200 cuatrillones de fotones".

El rayo láser debe colimarse con un telescopio grande (como un metro o más de diámetro) para que la mancha en la luna sea lo suficientemente pequeña, y los fotones recibidos en la Tierra también deben recolectarse con un telescopio grande. Cada pulso generalmente da como resultado solo unos pocos fotones realmente detectados por un tubo fotomultiplicador. Corre durante un tiempo y recopila suficientes estadísticas de fotones para promediar el ruido y obtener una medición de tiempo precisa. Se utiliza un filtro óptico especial de paso muy estrecho para asegurarse de que la luz de otras longitudes de onda en, por ejemplo, la superficie lunar brillantemente iluminada no llegue al tubo fotomultiplicador, o de lo contrario simplemente se saturaría.

También puede leer más sobre los retrorreflectores en estas preguntas y respuestas de Stack Exchange:

Espacio SE:

Física ES:

El Observatorio McDonald de la Universidad de Texas realiza mediciones láser de la distancia a la Luna utilizando retrorreflectores dejados por los astronautas del Apolo.

Puede leer todo al respecto en la página Medición láser de McDonald .

ingrese la descripción de la imagen aquí

Un montón de detalles técnicos en este documento .

¡Guau! ¡Gracias! ¡Muy buen enlace! Especialmente: ilrs.cddis.eosdis.nasa.gov/network/stations/active/…
¡Gracias! Acabo de agregar un enlace a un documento técnico con muchos detalles.
No es sólo el Observatorio McDonald de la Universidad de Texas el que realiza mediciones láser de la distancia a la Luna. Hay varios observatorios haciendo esto, vea esta lista .
No dije que fuera exclusivo.
@OrganicMarble ni Uwe dio a entender que lo hiciste ni que tu respuesta estaba incompleta ni nada :)

Aunque la pregunta ya ha sido respondida en su mayor parte, aquí hay más información sobre las actividades actuales de Lunar Ranking.

El Centro de datos EUROLAS (EDC) del Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut en Technische Universität München tiene un buen sitio web con una API para encontrar datos de alcance láser. Los datos son los mismos que en el sitio web de CDDIS ya que los datos se reflejan en varias organizaciones de investigación por razones de redundancia.

Las estructuras de datos típicas para el rango láser son:

  • Datos de punto normal y velocidad completa en archivos CRD: contiene el retraso entre la transmisión de la señal y la recepción del rebote por parte de la estación terrestre
  • Predicciones en archivos CPF: contiene la posición prevista del objetivo en el marco de referencia terrestre internacional (ITRF), para que las estaciones terrestres puedan apuntar sus láseres con precisión al objetivo.

Puede encontrar datos para los 5 objetivos de alcance lunar aquí:

Como puede ver, los objetivos lunares todavía se usan activamente, en promedio una vez al mes, a veces con más frecuencia, a veces con menos frecuencia.

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