Если на Луну направить лазерную указку — будет ли на ней виден указатель?

Именно так звучал вопрос, который прислал мне на почту один из наших подписчиков. Давайте вместе разберёмся в данном вопросе. Первая трудность, с которой столкнётся человек, решивший направить лазер на Луну, это то, что попасть в неё лучом не так уж и просто, наводясь на глаз, человек может промазать на сотни и тысячи километров. Но, допустим, какой-то энтузиаст использовал спецтехнику и смог навести указку точно на Луну.

Луч лазерной указки, на выходе из неё, представляет собой сфокусированный, тонкий пучок фотонов. При прохождении через атмосферу фотоны встретят на своём пути огромное количество атомов, молекул, микроскопических капель воды и частиц пыли, на которых луч будет рассеиваться. Также рассеивание будет происходить и за пределами атмосферы, на редких частицах, находящихся между Землёй и Луной.

Кроме этого, стоит учесть то, что лазерная не предназначена для больших расстояний: её мощность невелика, а фокусировка луча и близко не сравниться с профессиональными астрономическими лазерами. В результате большинство фотонов, испущенных указкой, достигнут поверхности Луны, но пучок будет сильно рассеян: он будет "освещать" сотни квадратных километров.

Рассмотреть свет этого луча невооружённым глазом будет невозможно, зафиксировать его получится только при помощи телескопа, причём сравнимого по размерам, с крупнейшими телескопами на Земле.

Кое-что подобное физики делают регулярно на протяжении уже нескольких десятилетий. Во время полётов к Луне советских луноходов и при полётах миссий Аполлон на Луне были размещены уголковые отражатели, которые возвращают свет в ту же точку, откуда он пришёл. Их используют для уточнения расстояния между Землёй и Луной. Координаты этих отражателей точно известны, на них наводят мощные, хорошо сфокусированные лазерные лучи и при помощи больших телескопов фиксируют отражённый луч, после чего рассчитать расстояние до Луны не представляет сложностей. Данный метод называют лазерной локацией Луны.

Чтобы телескоп с диаметром зеркала в 2 метра смог зафиксировать, вернувшийся с Луны луч, мощность луча на выходе из лазера, излучающего его на Земле, должна составлять хотя бы 1-2 киловатта, точно значение зависит от конструктивных особенностей телескопа. Можно сравнить это с мощностью лазерных указок: наиболее распространённые красные указки имеют мощность в районе 1-20 милливатт, зелёные - 2 ватта, синие - 5 ватт.

К моменту возврата на Землю отражённый луч будет рассеян по площади в сотни и тысячи квадратных километров, но большой и чувствительный телескоп сможет уловить достаточно фотонов, чтобы детектировать факт возврата луча на Землю.

Ставьте палец вверх если хотите видеть в своей ленте больше статей о космосе!

Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.