Astronomer studsade en laser från ett rymdskepp som virvlade runt månen

För första gången har forskare framgångsrikt studsat en laser från en spegel som är fäst vid ett rymdskepp som kretsar runt månen.

Att studsa lasrar från speglar på månens yta är ett gammalt trick. Astronauter som promenerade på månen lämnade först reflektorer bakom 1969. Och sedan dess har forskare studsat lasrar från reflektorerna för att göra exakta mätningar av avståndet mellan månen och jorden, med ljusets hastighet och tiden det tar för laserstrålen att återvända till jorden.

Men att slå en laser i bana runt månen är en mycket svårare uppgift. The Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) har kretsat månen med en spegel på ryggen sedan 2009. Men nästan ett decennium gick utan en enda framgångsrik laserstopp. I ett papper av 6 augusti i tidskriften Earth, Planets and Space rapporterar ett team av forskare den första framgångsrika laserkontakten: två gånger den 4 september 2018 och två gånger igen mellan 23 augusti och 24 augusti 2019, tekniker vid Lunar Laser Ranging (LLR) station i Grasse, Frankrike, sköt laserbrister vid LRO och såg ljuset återgå 2,5 sekunder senare.

Relaterad: Varför lyser månen??

För att säkerställa att ljuset som studsar från LRO återgår i den riktning det kom från är spegeln på ryggen mer komplicerad än den i ditt badrum. Liksom de äldre speglarna på månens yta är det en "hörnkub" - en serie tredimensionella speglar, var och en bokstavligen formad som insidan av ett kubhörn. När en laser träffar den studs ljuset tre gånger innan spegelns geometri returnerar den i den exakta riktningen från vilken den kom.

Att spåra LRO: s rörelse över tid är ett intressant vetenskapligt projekt i sig. Men, skrev forskarna, dessa fyra framgångsrika laserkontakter erbjuder inte tillräckligt med data för att spåra den rörelsen. LRO rör sig fortfarande för snabbt och för oförutsägbart för att pålitligt träffa en laser, och alla fyra kontakterna skapades under vad forskarna beskrev som idealiska förhållanden. Månen, LRO och Frankrike var alla uppställda perfekt för att förbättra oddsen för laserkontakt.

På lång sikt kan studier av LRO-spegeln hjälpa till att lösa ett knepigt problem som påverkar speglarna kvar på månens yta. Alla dessa speglar har blivit mindre reflekterande med tiden, och forskare är inte säkra på varför. Men den förlorade kvaliteten gör exakta mätningar svårare. Problemet kan vara att långvarig exponering för solstrålning bara försvagar speglarna. I så fall bör LRO: s spegel försvagas med tiden i samma takt. Alternativt kan måndamm eller svagt dis från månens tunna atmosfär dölja speglarna, skrev forskarna. I så fall bör LRO: s reflektionsförmåga förbli mer eller mindre oförändrad över tiden högt i bana, även när ytspeglarna bryts ned.