Het principe

De methode is gebaseerd op het fundamentele principe dat het licht met een constante snelheid reist (ongeveer 299.792.458 meter per seconde in een vacuüm). Door precies de tijd te meten die nodig is om een ​​lichte puls van de ene satelliet naar de andere en terug te reizen, kunnen we de afstand berekenen.

Het proces

1. Laserpulstransmissie: Een laser op de ene satelliet stoot een korte lichtpuls naar de andere satelliet.

2. Reflectie: De andere satelliet heeft een retroreflector, een apparaat dat is ontworpen om het licht direct terug te reflecteren op de bron. Dit zorgt ervoor dat de lichtstraal in beide richtingen hetzelfde pad reist.

3. tijdsmeting: Een zeer nauwkeurige klok op de eerste satelliet meet de tijd die de laserpuls nodig heeft om naar de tweede satelliet te reizen, de retroreflector te reflecteren en terug te keren.

4. Berekening op afstand: Als we de snelheid van het licht en de retourreistijd kennen, kunnen we de afstand berekenen met behulp van de volgende formule:

afstand =(snelheid van licht x tijd) / 2

Belangrijkste overwegingen

* Nauwkeurigheid: De nauwkeurigheid van deze meting hangt af van de precisie van de tijdsmeting en de stabiliteit van de frequentie van de laser.

* Atmosferische effecten: De atmosfeer kan de snelheid van het licht enigszins beïnvloeden, dus er moeten correcties worden aangebracht.

* Relativiteit: Voor zeer lange afstanden worden de effecten van de relativiteitstheorie van Einstein belangrijk. Deze effecten worden verantwoord in zeer precieze metingen.

Toepassingen

* satellietnavigatie: Deze techniek is essentieel voor precieze positionering van satellieten in een baan om de aarde, cruciaal voor GPS -systemen en andere navigatietechnologieën.

* geodesy: Het helpt de vorm en grootte van de aarde te bepalen met extreme nauwkeurigheid.

* Ruimtevaartuigen volgen: Het wordt gebruikt om ruimtevaartuigen in een baan en daarbuiten te volgen.

* maanafstand: Hetzelfde principe wordt gebruikt om de afstand tussen de aarde en de maan te meten.

Voorbeeld

Stel je voor dat een laserpuls 0,0001 seconden duurt om naar een satelliet te reizen, te reflecteren en terug te keren.

* Tijd =0,0001 seconden

* Lichtsnelheid =299.792.458 meter per seconde

afstand =(299,792,458 m/s x 0,0001 s)/2 =14.989,62 meter

Daarom is de afstand tussen de twee satellieten ongeveer 14.989,62 meter (of 14,99 kilometer).