月球后向反射器受尘埃遮蔽的确凿证据
天体物理仪器与方法
2024-05-20 v1 地球与行星天体物理
仪器与探测器
光学
摘要
由阿波罗 11 号、14 号和 15 号宇航员放置在月球上的被动后向反射器阵列继续产生宝贵的地月距离测量数据，使得高精度引力物理测试以及地球物理学和月面物理学研究成为可能。自部署以来，这些后向反射器的光通量有所下降，且在满月期间当反射器受到直接太阳照射时会出现额外的信号损失。我们表明，回波率的损失可归因于角锥棱镜后向反射器表面积累了一层薄薄的月球尘埃。首先，对阿帕奇点天文台月球激光测距实验 (APOLLO) 的光学链路预算进行仔细分析显示，月球回波率比预测值小 15--20 倍，这一缺陷可以通过约 50% 的反射器尘埃覆盖分数来解释。其次，月食期间进行的距离测量表明，后向反射器的太阳照射使其通量额外降低了约 15 倍。最后，对涂有尘埃的反射器中的热传递进行的数值模拟能够建模由此产生的热透镜效应，其中后向反射器中的温度梯度降低了其远场衍射图样。将此模拟与月食测量结果进行比较，发现尘埃覆盖分数约为 50%。综上所述，链路分析、月食观测和热建模支持后向反射器被月球尘埃遮蔽的观点，链路预算和模拟均独立得出尘埃分数约为 50%。
引用
@article{arxiv.2403.00899,
title = {A clear case for dust obscuration of the lunar retroreflectors},
author = {Sanchit Sabhlok and James B. R. Battat and Nicholas R. Colmenares and Daniel P. Gonzales and Thomas W. Murphy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.00899},
year = {2024}
}