Principen
Metoden förlitar sig på den grundläggande principen som ljus reser med konstant hastighet (cirka 299 792 458 meter per sekund i ett vakuum). Genom att exakt mäta den tid det tar för en lätt puls att resa från en satellit till en annan och tillbaka, kan vi beräkna avståndet.
Processen
1. laserpulsöverföring: En laser på en satellit avger en kort ljuspuls mot den andra satelliten.
2. Reflektion: Den andra satelliten har en retroreflektor, en enhet utformad för att reflektera ljus direkt tillbaka till källan. Detta säkerställer att ljusstrålen reser samma väg i båda riktningarna.
3. Tidsmätning: En mycket exakt klocka på den första satelliten mäter den tid det tar för laserpulsen att resa till den andra satelliten, reflektera från retroreflektorn och återvända.
4. Avståndsberäkning: Genom att känna till ljusets hastighet och resetiden kan vi beräkna avståndet med följande formel:
avstånd =(Ljushastighet x tid) / 2
Nyckelöverväganden
* noggrannhet: Noggrannheten för denna mätning beror på tidsmätningens precision och stabiliteten i laserens frekvens.
* atmosfäriska effekter: Atmosfären kan påverka ljusets hastighet något, så korrigeringar måste göras.
* Relativitet: Under mycket långa avstånd blir effekterna av Einsteins relativitetsteori viktiga. Dessa effekter redovisas i mycket exakta mätningar.
Applikationer
* satellitnavigering: Denna teknik är avgörande för exakt positionering av satelliter i bana, avgörande för GPS -system och annan navigationsteknik.
* geodesy: Det hjälper till att bestämma jordens form och storlek med extrem noggrannhet.
* rymdskeppsspårning: Det används för att spåra rymdskepp i bana och därefter.
* Lunar Distance: Samma princip används för att mäta avståndet mellan jorden och månen.
Exempel
Föreställ dig att en laserpuls tar 0,0001 sekunder att resa till en satellit, reflektera och återvända.
* Tid =0,0001 sekunder
* Ljusets hastighet =299 792 458 meter per sekund
Avstånd =(299,792,458 m/s x 0,0001 s)/2 =14,989,62 meter
Därför är avståndet mellan de två satelliterna cirka 14 989,62 meter (eller 14,99 kilometer).
