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Distance Terre-Lune Distance Terre-Lune Taille de la LuneTaille de la Lune
Benoît DassetBenoît Dasset
GGeorges Comteeorges Comte
Michel RamponiMichel Ramponi
Gérard TrouillotGérard Trouillot
La télémétrie « Laser-Lune »:
la méthode actuelle de mesure à très
grande précision
Observatoire de la Côte d’Azur, Plateau de Calern
Partie 2
Télémétrie :
du grec « télé » = loin
mesure de la distance
Document Observatoire de la Côte d’Azur
Rappel: La trajectoire
du centre de la Lune
autour de la Terre
peut être considérée
comme circulaire
en première approximation
LUNE
TERRE
Impulsionsde lumière laser verte (10 tirs par seconde)
«échos» de retour:le télescope capte une trèspetite fraction de l’énergie envoyée, qui s’estréfléchie sur la cible
télescope, laser,
horloge
cible
Principe :
LUNE
TERRE
cible
départ de l’impulsionlaser:
l’horloge indique une« date » t
Distance télescope-cible:
X
X est compris entre 360 000 et 406 000 km
LUNE
TERRE
cible
l’impulsionlaser voyage versla Lune à la vitessede la lumière, soit299 792 km/s
LUNE
TERRE
cible
l’impulsionlaser atteint le solde la Lune, là oùse trouve le réflecteur
LUNE
TERRE
cibleUne toute petite fractionde l’énergie de l’impulsionest réfléchie dans la directioninitiale de l’émission:c’est l’«écho de retour»
LUNE
TERRE
ciblel’«écho de retour» voyage vers la Terre à la vitesse dela lumière
LUNE
TERRE
ciblel’«écho de retour» est captépar le télescope.
L’horloge indique une « date de capture » t ’
LUNE
TERRE
cible
Distance télescope-cible:
X
X est compris entre 360 000 et 406 000 km
t’ - t = 2X / 299 792
pour t et t’ en secondeset X en km, en premièreapproximation, on a :
Le film des événements lors d’un tir laser:
4) Le panneau rétro-réflecteur déposé sur le sol de la Lune par les astronautes de la mission Apollo 11.
Positions des panneaux rétro-réflecteurs installés sur la Lune
Les problèmes à résoudre :
1) La précision de la mesure du temps.2) La très faible énergie de l’écho de
retour.3) La lumière parasite
Les deux causes d’erreur principales sur la mesure de la distance Terre – Lune :
- La durée et la forme de l’impulsion laser
- L’orientation du plan du panneau réflecteur par rapport à la Terre
La précision atteinte aujourd’hui est de l’ordre de 7 millimètres. Elle permet par exemple d’observer que la Lune s’éloigne de la Terre de quelques centimètres par an…
Station au Plateau de CalernStation au Plateau de Calern
Autres applications des télémètres laser dans la vie de tous les jours:
- Appareils de mesure rapide et précise des longueurs, peu encombrants, pour les maçons, menuisiers, etc…
- Contrôle de la vitesse des voitures par les policiers munis de « lidars » infrarouges portatifs.
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