Лазерный отражатель на Луне

[Короб]

Если Аполлоновские отражатели выставлялись по направлению на Землю, то они вполне могут быть заглублены, сохраннее будут.По поводу отсутствия зеркального покрытия на уголковых отражателях - позвольте мне в такую бездоказательную глупость не поверить.

Магическое слово "если".
Призмы Аполлоновских отражателей (см. ссылку на отв. #130), цитирую: "Американские были изготовлены из неметаллизированных кварцевых призм и имели коэффициент отражения втрое меньше, зато большую площадь - УО".

[Gleb1964]

Кстати, есть еще один важный фактор, почему призмы лунных ретрорефлекторов заглубляли - этим добивались уменьшения температурных градиентов в призмах. Особенно важно экранировать прямой солнечный свет. Важно также уменьшать телесный угол неба, видимый с ретрорефлектора, чтобы препятствовать потоку теплового излучения от рефлектора в космос. Дело в том, что показатель преломления материала призм зависит от температуры. Соответственно, длина оптического хода в призмах тоже. Наличие градиентов температуры в призме эквивалентно изменению ее оптической геометрии. Поэтому призмы надо одевать в металлический корпус, обеспечивающий сглаживание и выравнивание градиентов температуры вокруг призм и уменьшать видимый телесный угол неба.

[Короб]

Это вы к чему?

Это я к оптической прозрачности сред.
Наличие среды однозначно добавляет световому лучу такие понятия как "рассеяние" и "поглощение".

Все правильно написано, не точная ориентация УО  приводит в увеличению длительности отраженного импульса. все верно.

Вы невнимательно читаете английский текст, который мне же привели в качестве аргумента.
 А смутить Вас должно было сочетание в одной фразе "more than ONE millimeter..."  и "so the different corner cubes of the retroreflectors are at DIFFERENT DISTANCES from the transmitter".

[Geen]

Наличие среды однозначно добавляет световому лучу такие понятия как "рассеяние" и "поглощение".

Вот! он ключевой довод в споре "рефрактор vs рефлектор"! Шах и мат! 

[СТРОБОСКОП]

А смутить Вас должно было сочетание в одной фразе "more than ONE millimeter..."  и "so the different corner cubes of the retroreflectors are at DIFFERENT DISTANCES from the transmitter".

Давайте в угадайку играть не будем. Меня в этой фразе ничего не смущает. А что должно было (по вашему) смутить?

[Короб]

Кстати, есть еще один важный фактор, почему призмы лунных ретрорефлекторов заглубляли - этим добивались уменьшения температурных градиентов в призмах. Особенно важно экранировать прямой солнечный свет. Важно также уменьшать телесный угол неба, видимый с ретрорефлектора, чтобы препятствовать потоку теплового излучения от рефлектора в космос. Дело в том, что показатель преломления материала призм зависит от температуры. Соответственно, длина оптического хода в призмах тоже. Наличие градиентов температуры в призме эквивалентно изменению ее оптической геометрии. Поэтому призмы надо одевать в металлический корпус, обеспечивающий сглаживание и выравнивание градиентов температуры вокруг призм и уменьшать видимый телесный угол неба.

С одной стороны, этот фактор может объяснить, почему в новолуние сигнал "лучше", чем в "полнолуние", а не тот, который привёл ув. СТРОБОСКОП, ссылкой из вики (влияние лунной пыли)
Однако, с другой стороны, свойства самой призмы изначально предполагают низкое светопоглощение, а значит крайне слабый нагрев облучением, к тому же поглощение было бы " в толще", т.е. условно равномерное. (а вот металлический стакан как раз бы и вносил повышенный градиент, т.к. со стороны Солнца у него была бы "лучевая" температура пусть +200, а с другой -150.)

[Короб]

Давайте в угадайку играть не будем. Меня в этой фразе ничего не смущает. А что должно было (по вашему) смутить?

То, что саму панель размером полметра на полметра космонавту в раздутом скафандре на  неровную поверхность невозможно установить с точностью до миллиметров. Даже со средствами подстройки он визуально не сможет обеспечить такую точность не то, что в направлении на Землю, но и просто в "горизонт". Но это мелочь по сравнению с другой деталью: разница длин лучей в отражающей ячейке сама по себе может измеряется сантиметрами, в зависимости от того, в какую конкретную точку призмы и под каким углом он попал (размер призмы примерно 4-6 см). Таким образом разница длин в пределах одного миллиметра - дикая чушь.

[СТРОБОСКОП]

Я про пыль не говорил ни слова, если вы нашли это слово в статье на которую я ссылался, это еще не значит, что использовал это аргумент.

[СТРОБОСКОП]

То, что саму панель размером полметра на полметра космонавту в раздутом скафандре на  неровную поверхность невозможно установить с точностью до миллиметров. Даже со средствами подстройки он визуально не сможет обеспечить такую точность не то, что в направлении на Землю, но и просто в "горизонт". Но это мелочь по сравнению с другой деталью: разница длин лучей в отражающей ячейке сама по себе может измеряется сантиметрами, в зависимости от того, в какую конкретную точку призмы и под каким углом он попал (размер призмы примерно 4-6 см). Таким образом разница длин в пределах одного миллиметра - дикая чушь.

Я так и не понял, что вас смущает. Да, Панель не может быть установлена с точностью до миллиметра, да, длина лучей в ячейке- сантиметры, и много еще чего можно придумать. Естественно расстояние измеряется до центра УО, и в момент измерения получается конкретная цифра. Точность измерения 2-3 сантиметра, меня не удивляет.

[Gleb1964]

Если Аполлоновские отражатели выставлялись по направлению на Землю, то они вполне могут быть заглублены, сохраннее будут.По поводу отсутствия зеркального покрытия на уголковых отражателях - позвольте мне в такую бездоказательную глупость не поверить.

Магическое слово "если".
Призмы Аполлоновских отражателей (см. ссылку на отв. #130), цитирую: "Американские были изготовлены из неметаллизированных кварцевых призм и имели коэффициент отражения втрое меньше, зато большую площадь - УО".

Хорошо, беру свои слова назад, я, нашел описание уголковых отражателей миссии Аполлон-11 https://www.hq.nasa.gov/alsj/a11/as11psr.pdf, использовались отражательные призмы из плавленного кварца без металлического покрытия. Причина неиспользования металлического покрытия в больших температурных диапазонах на поверхности Луны, этакий инженерный компромисс.



Решение по конструкции призм было принято после дискуссии среди исследовательской группы и оптических инженеров. После использования тестов по симуляции условий на Луне, эти тесты показали, что "металлическое покрытие не может быть использовано на рефлекторах и нарушение полного внутреннего отражения на внеосевых углах вызывает серьезные проблемы в креплении рефлекторов, чтобы обеспечить малые температурные градиенты в период больших внеосевых углов Солнца".

Конструкция крепления ретрорефлектора и график относительной эффективности в зависимости от угла отклонения панели:

Однако, с другой стороны, свойства самой призмы изначально предполагают низкое светопоглощение, а значит крайне слабый нагрев облучением

В видимой области спектра поглощением у оптического кварца на размерах призмы можно пренебречь, но в среднем ИК оно поглощает сильно. И, соответственно, излучает сильно, интенсивно учавствуя радиационном теплообмене. Знаете, как на морозе индевеет стеклянная оптика телескопов, выставленных под открытым небом? Оптические стекла эффективно излучают в среднем ИК, далее 2.5 микрон, а там, как раз, приходится максимум на теплообмен в данном диапазоне температур.
Спектр пропускания кварцевого стекла:

[Короб]

Я про пыль не говорил ни слова, если вы нашли это слово в статье на которую я ссылался, это еще не значит, что использовал это аргумент.

Да, я именно так и подумал, когда Вы дали ссылку на статью со словами (цитирую Ваш ответ #132):

Кто-то читает о том, что земля плоская, кто-то о том, что американцы не были на луне. Этих диванных теоретиков не переубедить. А кому интересно действительное, современное положение дел в лазерной локации луны могут посмотреть https://en.wikipedia.org/wiki/Apache_Point_Observatory_Lunar_Laser-ranging_Operation .

Это же были слова специалиста от науки, а не пафосного индюка с ноутбуком, не так ли?

[СТРОБОСКОП]

Это же были слова специалиста от науки, а не пафосного индюка с ноутбуком, не так ли?

Мне уже стало совершенно скучно и не интересно общаться с человеком цитирующим ФотоВлада, и подобных ему чудаков.
А оскорблять оппонента, при отсутствии аргументов, это ваша прерогатива, оставляю ее вам.

[Короб]

Причина неиспользования металлического покрытия в больших температурных диапазонах на поверхности Луны, этакий инженерный компромисс.

Вот! он ключевой довод в споре "рефрактор vs рефлектор"! Шах и мат!   

[Gleb1964]

Призмы Аполлоновских отражателей (см. ссылку на отв. #130), цитирую: "Американские были изготовлены из неметаллизированных кварцевых призм и имели коэффициент отражения втрое меньше, зато большую площадь - УО".

А вот пассажа про то, что призмы "имели втрое меньший коэффициент" отражения по причине неиспользования металлических покрытий - этого я не понял. (?) При трассировке внутри призмы приходящего по нормали луча, угол луча с нормалями составляет 54.7 градусов, что далеко от нарушения полного внутреннего отражения в кварце. А полное внутреннее отражение эффективнее любого металлического покрытия. Поэтому откуда потери?

На всякий случай добавлю трехмерную трассировку луча в призме, сделанную в  SolidWorks:

[Короб]

А вот пассажа про то, что призмы "имели втрое меньший коэффициент" отражения по причине неиспользования металлических покрытий - этого я не понял. (?) При трассировке внутри призмы приходящего по нормали луча, угол луча с нормалями составляет 54.7 градусов, что далеко от нарушения полного внутреннего отражения в кварце.

Я связываю это утверждение с маловероятностью направления луча по нормали.
Подскажите, какие макс. углы от нормали допустимы для такой призмы для полного внутреннего отражения?

Вот если бы не фраза про металлизацию, то можно было бы апеллировать  к усечённости основания призмы и доп. "стакану" над ней...

[Gleb1964]

Подскажите, какие макс. углы от нормали допустимы для такой призмы для полного внутреннего отражения?

Нарушение полного внутреннего отражения для плавленного кварца начинается при угле с нормалью, примерно, 43 градуса, запас на угол внутри стекла порядка 11.5 градусов, снаружи стекла будет почти 17 градусов. Это возможный угол отклонения от оси. Прикинул быстро, надеюсь, не сильно ошибся.
Думаю, говоря о больших потерях, имеется в виду дифракционные потери и потери, учитывающие фазовый сдвиг. Эти потери я не считал, может быть дело в них. Кроме того, начиная с некоторого угла начнется виньетирование корпусом, но тут инженеры, явно, посчитали, чтобы не начиналось раньше, чем нужно.

[xd]

Как бы там ни было, даже с учётом этих факторов количество возвращённого света в направлении приёмопередатчика на Земле будет значительно превышать диффузное рассеяние на поверхности.

[библиограф]

 На графике хорошо видно, как работает отражатель Аполлона - есть сигнал с большим разбросом от грунта,
и сигнал от отражателей, там, где он прерывается  - очевидно, из-за малого размера пятна  на Луне, луч
не попадал на отражатель, есть только сигнал от поверхности Луны.
 

[azimuth]

С позволения, немного отклонюсь от темы. Так понимаю, измерять расстояние до уголкового отражателя научились с сантиметровой точностью. А пересчет к центрам масс Луны и Земли как и с какой точностью производится? Или эта задача пока не решается (с такого же порядка точностью)? Мне кажется, параметры селеноида и карта превышений над ним поверхности известны с гораздо более грубыми значениями. Или я заблуждаюсь?

[Короб]

Думаю, говоря о больших потерях, имеется в виду дифракционные потери и потери, учитывающие фазовый сдвиг. Эти потери я не считал, может быть дело в них. Кроме того, начиная с некоторого угла начнется виньетирование корпусом, но тут инженеры, явно, посчитали, чтобы не начиналось раньше, чем нужно.

Кстати, да, возможно.
На счёт виньетирования у меня обратное мнение - они перестарались, предполагая, что астронавт сможет нормально направить панель на Землю. В отличие от "обычного" виньетирования (как у телескопа,  н-р) у данной панели эффект усиливается, т.к. отражённый луч идёт со смещением и если входящий попал на призму через отверстие, то исходящий не всегда выйдет через него.