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La distanza Terra-Luna misurata con un'approssimazione di 15 cm Gli impieghi astronomici della "luce concentrata 99 La distanza Terra-Luna misurata con un'approssimazione di 15 cm Le imprese astronautiche degli ultimi tempi hanno dimostrato che il laser è lo strumento più adatto per misurare con la minor approssimazione possibile le grandi distanze. Quella fra la Terra e la Luna (385.000 km di.media), per esempio, viene oggi abitualmente valutata con un'approssimazione di soli 15 cm. E si tratta di un progresso notevolissimo. I sistemi di telemetrìa ottica, in uso fino al 1957, permettevano di misurare la distanza fra i due corpi celesti con un'approssimazione mìnima di una decina di chilometri. Il successivo impiego del radar, che consisteva nell'inviare onde dì questo tipo contro la Luna e nel misurare i tempi impiegati a percorrere i tragitti di andata e ritorno, abbassò l'approssimazione a circa due chilometri. Fare di meglio non sarebbe stato possibile, dal momento che alcuni parametri immutabili (caratteristiche naturali delle onde radar, ampiezza della zona lunare colpita, irre¬ golarità del suo rilievo) l'avrebbero sempre impedito. L'approssimazione divenne minore (circa un chilometro) nel 1962, appena i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology incominciarono a spaiare contro la superficie lunare gli impulsi di luce coerente e molto intensa di un laser a rubino e a captarne la riflessione con un telescopio. Misurando i tempi con cronometri di elevata precisione si arrivava a determinare la distanza TerraLuna con un'approssimazione di circa 200 metri. Una precisione maggiore appariva irraggiungibile, proprio perché la superficie lunare è un pessimo riflettore per la luce laser e non offre punti di riferimento fìssi e individuabili con una precisione pari all'approssimazione che si voleva ottenere. Anche questo ultimo ostacolo è stato però superato appena gli astronauti americani (Apollo 11, 14 e 15) e le sonde strumentali sovietiche (Lunamobile 1) hanno portato lassù i retroriflettori laser che fungono da punti fìssi. Si tratta di pannelli formati da un centinaio di cubi riflettori in silice fusa, tagliati in modo da riflettere la luce laser in assoluto parallelismo Le misurazioni della dìstanza Terra-Luna con raggi laser vengono compiute presso osservatori situati negli Stati Uniti (Osservatorio Me Donald di Fort Davis nel Texas, osservatorio Lick di Monte Hamilton in California, osservatorio della Catalina Station nell'Arizona) e in mimerose altre parti del mondo. Il raggio laser viene «sparato» nell'oculare del telescopio ottico puntato su uno dei retroriflettori situati sulla Luna e poi raccolto da un rivelatore posto oltre l'oculare, accanto al generatore II tempo impiegato dal raggio a compiere il tragitto di andata e ritorno si aggira sui due secondi e mezzo, I calcoli sono naturalmente affidati ad un computer Presso l'osservatorio Lick si usa un laser a rubino ad alta intensità che emette due impulsi al secondo, ciascuno della durata di 10 nanosecondi; presso quello di Monte Hamilton sì usa un laser dello stesso tipo che emette venti impulsi della durata di 60 nanosecondi. coopprcasupiresoviteleteo dtesauzulavrdttItMoaszLa gravità Il vero scopo di queste prove non è però solo quello di stabilire con la maggior precisione possibile la distanza che in un certo momento divide la Terra dalla Luna ma I piuttosto quello di raccoglie-, re gli elementi utili a rilevare il ritmo e l'ampiezza con cui tale distanza varia nel tempo Conoscere con grande precisione questi valori significa stabilire se le librazioni lunari dipendono solo dall'ellitticita dell'orbita oppure dall'irregolare distribuzione o addirittura dalla fluttuazione delle masse interne; significa stabilire con precisione prima d'ora mai raggiunta la forma e le dimensioni dell'orbita lunare; significa accertare se lu \ costante gravitazionale varia oppure no. E di riflesso, con procedimento inverso, significa poter precisare in qual misura e con quale velocità le piattaforme continentali terrestri si spostano sul manto sottostante e per quali motivi (movimenti di masse interne od oscillazioni di quelle atmosferiche) il Polo Nord terrestre si sposta di cinque o sei metri l'anno. Un altimetro Se poi le misurazioni della distanza Terra-Luna ci inviteranno a dedurre che il nostro satellite naturale si sta allontanando in seguito ad un indebolimento dell'attrazione gravitazionale, avremo un elemento in più per avallare la teoria che vuole l'Universo in espansione e per ve rificare l'efficacia di quella della relatività. Un altimetro laser, elaborato sugli stessi principi e montato a bordo dell'Apollo 16, Ita permesso all'astronauta Mattingly di determinare in ogni momento l'altezza della astronave dai rilievi lunari sottostanti con l'approssimazione di qualche centimetro. Una simile misurazione ha permesso non soltanto di evidenziare le variazioni di rotta dovute all'attrazione dei « mascon » sotto la crosta lunare (e quindi ad individuarne meglio la posizione) ma anche di determinare l'altezza delle montagne lunari e la profondità delle valli e dei crateri. Nelle manovre in orbita, e specialmente in quelle di docking e di rendez-vous, gli strumenti a laser sono indispensabili per ottenere l'allineamento preliminare e a tale scopo vengono già largamente impiegati. I tecnici americani si servono di cannoni laser per valutare la posizione e le variazioni d'orbita dei satelliti in volo. La Nasa ha inoltre annunciato che tra non molto un fascio di raggi laser, utilizzati come supporto di telecomunicazioni, potrà vantaggiosamente sostituire il cordone ombelicale (composto di circa 800 cavi) che attualmente collega il complesso vettore-astronave al Centro di Controllo di Capo Kennedy durante il conto alla rovescia. Bruno Ghibaudi