Лазерная локация Луны: 40 лет насенничества

...
Ответ, как мне кажется, лежит в том, что астрономы, осуществляя лазерную локацию Луны, просто забыли о том, что они при этом работают в неинерциальной системе отсчёта, а посему, чтобы попасть по УО, нужно прицеливаться с упреждением, а во всех работах, посвящённых лазерной локации Луны, луч лазера наводился строго вдоль оси телескопа, а телескоп наводился строго в точку, где расположен УО! (Поправка: не забыли. В статье Т.Мерфи, описывающей систему в Apache Point (APOLLO), опубликованной в 2008 г., наконец-то об этом написано.)
©


Некий Виталий Насенник, физик по происхождению, опубликовал в ЖЖ и Лунопедии свой пламенный труд под названием "40 лет шарлатанства", в котором изобразил жирный крест на попытках отдельных представителей человечества поймать лазерный луч, вернувшийся на Землю от уголковых отражателей "Луноходов" и "Аполлонов". Примечательно то, что в этот раз жуликами объявлены не только и столько американцы. Наибольшее внимание уделено советским ученым, лоцировавшим "Луноход-1", и их преемникам.

В первой части В.Н. недоумевает: как вообще жулики могли ловить отклики УО, если луноход не был ориентирован в направлении центра лунного диска?

Во второй части автор переходит к конкретике. Основная идея состоит в следующем. Экспериментаторы толком не знали, куда они направляют лазер и телескоп, и принимали сигнал, отраженный от какого-нибудь склона горы, строго перпендикулярного лучу. Причем подходящие склоны нашлись как в окрестности "Луноходов", так и поблизости от "Аполлонов". Можно ли обойтись вообще без УО, направив телескоп куда ни попадя, - жулики за 40 лет так и не проверили. Или не стали рассказывать начальству о том, что доставка УО на Луну была бессмысленным мероприятием.

Оказывается, если подставить в ту же формулу те же цифры, которые насчитали авторы статьи про ЛЛЛ из сборника "Передвижная лаборатория "Луноход", отбросить непонятный коэффициент скоростной аберрации и поиграться с углом расхождения лазерного пучка, а потом взять количество фотонов, попавших в телескоп (вместо числа зарегистрированных) - то результат окажется в 300 раз больше, чем у советских жуликов!

Более того, если предположить, что 11-километровое пятно попало на склон горы, перпендикулярный лучу, где-то возле "Лунохода-1" (NB: в 50 градусах от центра лунного диска) - то было бы зарегистрировано примерно столько же фотоэлектронов, сколько поймали советские дальномерщики. Ах, да, совсем забыл. Данные о расходимости пучка завышены, должно быть не 6-10 секунд дуги, а 1-3. Поэтому хватит стенки кратера высотой 2-3 км, "а на Луне таких гор и кратеров хватает".

Беда в том, что к настоящему моменту достигнута точность измерений порядка единиц сантиметров, а стало быть, для генерации столь сосредоточенного по времени сигнала рельеф гипотетической 2-километровой горы (или стенки кратера ) должен быть примерно таким же плоским, чем боковая грань пирамиды Хуфу в момент окончания ее постройки.

К сожалению, вопрос о том, кто построил пирамиды на Луне, до сей поры остается открытым.

(Мало того, гипотетическая пирамида должна изменять наклон синхронно с либрациями Луны - около 14 градусов в течение месяца и около 2 в течение суток. )

Также см. обсуждение здесь:

Желающим посмеяться рекомендую стр. 22 и далее.

Опишем алгоритм жульничества.

Во-первых, Виталий Н., когда ему это удобно, "забывает" о том, что детектор регистрирует менее 1 фотона из 10. В первых советских экспериментах за счет пропускания приемного тракта (коэффициент 0,25) регистрировался 1 фотон из 44, попавших в телескоп. Но разумеется, Виталий сравнивает число фотонов, попавших в телескоп, с числом зарегистрированных фотонов, - и перекладывает ответственность за эту свою ошибку на специалистов:

От УО в телескоп должно попадать полторы сотни фотончиков, от грунта штук 5, а Алёшкина пишет про "1 фотон на 10-20 выстрелов". Это что же такое получается? Регистрируется фотонов даже меньше, чем должно было быть от грунта!

(выделение мое)

Само собой, Виталий лучше знает расходимость луча лазера чем те, кто проводил эксперимент. Поэтому 10'' брать не надо, достаточно 6''. Отсюда имеем расхождение еще примерно в 3 раза.

Затем Виталий отбрасывает коэффициент скоростной аберрации, который имеет вполне определенный смысл. В действительности центр отраженного от ретрорефлектора пучка не попадает на источник вследствие аберрации света, которая в данном контексте - применительно у излученному и отраженному пучкам - называется скоростной аберрацией. Максимальное значение скоростной аберрации приближенно выражается как 2 v/c, где v - проекция относительной скорости источника и отражателя на плоскость, ортогональную вектору источник-отражатель; с - скорость света. Если считать, что Луна наблюдается в верхней точке, то v - разность между орбитальной скоростью Луны (1,023 км/c) и скоростью точки земной поверхности (465 м/c * cos(a), где a - широта места наблюдений). Таким образом, умножив полученный угол скоростной аберрации угол на 384000 км, на широте 30° имеем те самые 1,6 км, которые упорно отрицает Виталий.

Далее Виталию требуется оценить число фотонов, приходящих от грунта. Здесь есть одна проблема: детектор отсекает фотоны, не попадающие во временное окно. Ширина временного окна - 500 нс. Это означает разброс по дальности не более 5*10^(-7)*3*10⁸ = 150 м. Поскольку Луноход-1 находится довольно далеко от центра лунного диска (около 50°), а поверхность практически не имеет уклона, разброс по дальности составляет около 9 км при расходимости 6''. Пользуясь теми же упрощенными формулами, по которым считает Виталий, находим, что через временной фильтр пройдет менее 1/60 фотонов, попавших в телескоп. Из них регистрируется в среднем 1 из 44. Итого: в среднем за один выстрел будет зарегистрировано 0,0017 фотонов, отразившихся от грунта. 1 фотоэлектрон на 600 выстрелов! И это при расходимости пучка 6'' (вопреки данным Кокурина и др.) и отброшенном коэффициенте скоростной аберрации. Если учитывать все те же факторы, какие перечислены у Кокурина, останется 0,0006. Не маловато ли, чтобы заключать, что жулики уже 40 лет лоцируют грунт?!

Предположим, что в Море Дождей находится гора (или пирамида) с углом уклона 49,5°. Тогда, вычитая этот угол из 50, мы найдет угол падения луча на местность 0,5°. Про то, что горы ровными не бывают, забудем, и тогда разброс по дальности будет таким, что почти весь сигнал пройдет через временное окно...

К счастью, у нас нет никакой необходимости выдумывать рельеф в месте стоянки "Лунохода-1".


До гор - что-то около 50 км. Диаметр пятна - 10-20 км. Но может быть, луч отражается от каких-нибудь локальных неровностей, незаметных на крупномасштабных снимках?



Атлас Лунохода-1: геоинформационное картографирование и анализ региона посадки АМС «Луна-17» по данным дистанционного зондирования

Таким образом, число зарегистрированных фотонов, отразившихся от грунта, по оптимистичным подсчетам - порядка 1 на 600 выстрелов. Но Кокурин и соавторы регистрировали около 1 фотона на 20 выстрелов. Указанную в статье из сборника мощность сигнала невозможно объяснить отражением от грунта в районе стоянки "Лунохода-1".

Насенник сунулся со своим опусом на Авантюру. Когда ему там малость наваляли , применил испытанный финт опровергуна: начал хамить, чтобы нарваться на бан.Нарвался. После предупредительного бана с гордым видом удалился на большак рассказывать о своей победе. На большаке тут же набежали хамячки во главе с предводителем и стали его облизывать и восхищаться его умом и бесстрашием...

Похоже что Насенник выложился со своей фикс-идеей по полной программе. Он не только в ЖЖ и Лунопедии, но и в Википедии и в Общей Астрономической Конференции проповедует, что учёные, занимающиеся лазерной локацией Луны на самом деле получают сигналы не от уголковых отражателей, а от лунного грунта. Что с их стороны есть наглая фальсификация.
Интернет, конечно, даёт возможность личностям подобным Насеннику заниматься подобной деятельностью и выдавать своё мнение за истину в последней инстанции.
Остаётся только надеяться, что это не патология, а искреннее заблуждение.

История повторилась на iXbt. Насенник долго и старательно сочинял статью на английском, дабы отправить ее в научный журнал (Icarus). Разумеется, сии детсадовские тезисы были отвергнуты (чем он надеялся впечатлить рецензента? неужто формулой для площади сферы?), и Насенник принялся рассказывать о баттхерте редакционной коллегии, чувствуя себя по меньшей мере сородичем Джордано Бруно. Статья же отправилась на интернет-помойку.

Несмотря на работу над ошибками, проделанную с помощью добрых аполлофанов, стремление смухлевать не покинуло Виталия Н. В своем тексте он пытается притянуть за уши ослабление сигнала УО при отклонении от нормали, чтобы хоть как-то объяснить падение уровня сигнала, отраженного от вымышленной горы, которое связано с либрациями. Не беда, что в первом случае речь идет об одном порядке от силы, а во втором случае - о трех порядках. Насенник совершенно не упоминает второй факт - так надежнее, да и зачем портить себе настроение?

Гуталин жжот, бедняжка ещё не понял ещё как его одели

>Если вдруг еще не было - лопаточка на вентилятор от Т.Мэрфи

Похоже, Мэрфи заинтересовался задачей определения ориентации отражателя. Для него, конечно, "основной вопрос" не имеет смысла:
The upper panel is a segment of the 100 ns range window, showing scattered background (and dark current) detections, as well as a thin return from the reflector (terrain could never make a return so strong and tight)!

Жаль, что не показаны результаты наблюдений в разные моменты лунного месяца.

---

Забавно, что Насенник исправлял свои записи, но глупость о смещении точки, в которую возвращается отраженный луч, как висела, так и висит, - уже полгода:

Напоследок проверим - а попадёт ли отражённый от УО сигнал в телескоп? Точка на экваторе Земли, как мы уже считали, сместится на 1167 м. В средних широтах меньше.

 

Стало быть, я переоценил Насенника, и ему удается решать школьные задачки только при некотором везении. В действительности минимальное значение - около 1,4 км, а максимальное (без учета угла падения луча) - 2,6 км. Число, указанное у Алешкиной, верно для какого-то конкретного места наблюдения и условий, а вот 1167 м не бывает ни при каких обстоятельствах. То же самое (и по тем же причинам) справедливо и для упреждения.

В соседней ветке запостили фотографию из того же музея, на которой видно лучше:


(Луноход-3)

Насенник радуется, что в тексте на skeptik'е, дескать, учтены его эпохальные открытия. И действительно, там есть такая фраза:

(Лазерный отражатель был установлен и на "Луноходе-2", но вследствие преждевременного завершения своего функционирования "Луноход-2" остался в таком положении, в котором использовать его отражатель нельзя.)

Но лазерной локацией Лунохода-2 как раз и занимались все 40 лет. Об этом пишут в обзорах и Кокурин, и Мерфи. На сайте обсерватории Лазурного Берега (Cote d'Azur) выложены данные по сеансам ЛЛЛ с 1987-го года, а среди них и масса экспериментов с отражателем Лунохода-2.
До 2010-го года утеряны были точные координаты Лунохода-1, и сеансы лазерной локации с использованием его отражателя возобновились только после того, как Л-1 был найден на снимках LRO.

Может, кто-нибудь знает, когда и по каким причинам в тексте появилась неверная информация? Красильникову я уже написал, но не уверен, что письма, отправленные через форум, доходят куда надо. Т.е. в Госдеп.