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Misurano la distanza Terra-Luna con uno scarto di tre centimetri Misurano la distanza Terra-Luna con uno scarto di tre centimetri SI chiama Christian Veillet ed è il capo dell'equipe di astrofisici francesi impegnati a giocare a ping-pong tra la Terra e la Luna con una «pallina» di fotoni. Succede in Francia, al Cerga Centre d'études et de recherches géodynamiques et astronomiques, sull'altopiano vicino a Grasse, nell'entroterra di Cannes. Ogni secondo un laser al rubino emette dieci impulsi di luce rossa della durata di 3 miliardesimi di secondo: un «pacchetto» di 10 miliardi di milioni di fotoni tutti in fase tra di loro, che costituiscono la pallina di «luce coerente». Un telescopio a specchio da un metro e mezzo di diametro indirizza i fotoni verso uno dei 5 riflettori collocati sulla Luna dagli astronauti delle missioni «Apollo» 11, 14 e 15 e da due sonde automatiche sovietiche. In gran parte i fotoni vanno dispersi. Ma se si è molto molto fortunati lo stesso telescopio, poco meno di tre secondi dopo, Al centro di docume raccoglie un fotone superstite, riflesso dai catarifrangenti lunari. E quel fotone viene immediatamente moltiplicato da un'apparecchiatura elettronica, fino a renderlo rilevabile. Allora un orologio atomico al cesio misura il tempo di andata e ritorno con la precisione di frazioni di miliardesimo di secondo. Risultato: si misura la distanza Terra-Luna con l'errore massimo di 10 centimetri. Dieci centimetri su quasi 400 mila chilometri, mentre, per esempio, le più precise carte dell'Istituto Geografico Militare danno errori di alcune decine di metri sulla distanza tra Torino e Roma. «Ma ora — spiega Christian Veillet — faremo di meglio. In buona parte l'errore residuo è dovuto alla durata relativamente lunga dell'impulso laser. Infatti non si sa mai bene se il fotone catturato apparteneva alla fronte o alla coda dell'impulso laser. Con un nuovo laser a raggio verde scenderemo a impulsi di ap¬ pena 0,3 miliardesimi di secondo. Otterremo cosi la precisione di 3 centimetri. In futuro si potrà ancora migliorare usando laser a due colori, con fotoni nell'infrarosso e nel verde. L'altra causa di incertezza è il modello atmosferico. L'aria modifica la propagazione del raggio laser producendo errori anche di un metro e più. Con particolari modelli matematici si riesce a contenere l'errore entro qualche centimetro. Ma al di là di questi limiti non si può andare. Non resta, allora, che fare le misure fuori dell'atmosfera, con laser montati su satelliti». Perché tanto accanimento nel misurare la distanza del nostro satellite? Il fatto è che da questo dato gli scienziati possono ricavare una quantità di informazioni su vari problemi di importanza fondamentale. Intanto il moto della Luna attorno alla Terra è uno dei problemi più complessi della meccanica celeste a causa delle molte variabili in gioco (le perturba¬ ntazione del «Museo Duca degli Abruzzi» S RIFLETTORI LASER zioni prodotte dal Sole, dal rigonfiamento equatoriale terrestre, dagli altri pianeti e cosi via). Misurare con estrema precisione la distanza Terra/Luna significa mettere alla prova la teoria del moto del nostro satellite in vista di ulteriori perfezionamenti delle effemeridi. Le misure, poi, danno informazioni sugli scambi di energia non gravitazionale tra il nostro pianeta e 11 suo satellite. Studi rigorosi sulla rotazione della Luna servono a stabilire come essa sia fatta al proprio interno, per esemplo se abbia un nucleo solido o liquido. Inoltre i dati ottenuti via laser ci informano anche sulla rotazione terrestre, che va rallentando a causa degli attriti di marea: in una sola notte si possono avere Indicazioni sull'entità del rallentamento (che non è costante), mentre con gli altri metodi occorrono mesi. La stessa deriva del continenti, cioè lo spostamento delle placche in cui è suddivisa la crosta terrestre, può TELESCOPIO DA 1,5 METRI DI APERTURA SPECCH01 RINVI Schema del sistema di telemetressere misurata con il pingpong laser Terra/Luna, in quanto si tratta di spostamenti di qualche centimetro all'anno e vi sono stazioni laser che compiono queste misure in Europa, in America e in Australia. Infine, tipicamente di fisica fondamentale sono altre due ricerche rese possibili dalla tecnica laser: la verifica del principio di equivalenza di Einstein e la verifica della costanza della costante gravitazionale. E va subito detto che finora il principio di equivalenza risulta confermato entro li¬ Come l'evolversi d