Mediciones Láser

Mediciones Láser por Satélites

La Tierra se mueve alrededor de la eclíptica alrededor del Sol a una velocidad media de 107 218,8 km/h (entre 29,291 kilómetros/s y 30,287 kilómetros/s). Al mismo tiempo la Tierra gira sobre sí mismo alrededor de un eje a la velocidad (en el ecuador) de 1674,364 km/h (465 m/s). Nuestro satélite natural (luna) y nuestros satélites artificiales giran a diferentes velocidades, 1,17 km/s para la Luna, 3,88 km/s para los satélites de GPS o de 7,68 kilómetros/s para la estación orbital ISS. A pesar de estas velocidades relativas es posible medir con precisión la distancia entre nuestro satélite y la Tierra. Para ello utilizamos las mediciones Láser por Satélites (en Inglés Satellite Laser Ranging o SLR). Mediciones Láser por Satélites (SLR) permite medir el tiempo para un viaje de ida y vuelta de un pulso láser emitido desde una estación terrestre y regresó de los reflectores ubicados en el satélite. La distancia entre el satélite y el sitio de observación es aproximadamente igual a la mitad del tiempo de ida y vuelta, multiplicado por la velocidad de la luz. Muchos satélites están equipados con reflectores láser que reflejan la luz en la dirección exacta del transmisor. La precisión angular de los retro reflectores es de unos segundos de un grado. La precisión de una medición de telemetría láser es de 1 a 2 cm. La técnica SLR es sensible a la posición del centro de masa de la Tierra. Esta técnica simple y altamente precisa (1 cm) proporciona mediciones en relación con el centro de masa de la Tierra. Se define un campo de referencia absoluta para aplicaciones científicas (geodesia, física de la Tierra , oceanografía, tectónica de placas, sismología, planetología lunar, control de la órbita de los satélites,...). Esta técnica proporciona, por ejemplo, las estimaciones diarias de movimiento polar con una precisión de alrededor de 0,3 milisegundo de grado.

Otra técnica como la técnica del láser Luna (LLR) se utiliza para determinar la oblicuidad de la eclíptica, y la orientación del sistema solar en la referencia extragaláctico.

N.B.: un telémetro láser es un dispositivo para medir distancias. Un rayo láser se proyecta sobre un blanco, que devuelve, a su vez, el rayo de luz. La unidad de control electrónico calcula la diferencia de fase entre la transmisión y recepción.

Imagen: Satélites LAGEOS (Laser Geodinámica satélite) son los satélites artificiales en órbita terrestre. Consiste en una esfera de bronce cubierto con aluminio en el cual se colocaron 426 romboédrica retroreflectores (esquinas del cubo), que son totalmente pasiva. Situado en una órbita circular media (5 900 km de altitud) y de gran masa (406 kg para un diámetro de 60 cm), que son muy estables y permanecen en órbita de 8,4 millones de años.
Además, están equipados con una cápsula tiemporal que da la posición pasada, actual y proyectada de los continentes. 422 esquinas de cubo son de cristal de cuarzo y 4 germanio a fin de reflejar en el infrarrojo y permitir que el estudio de la variación de la altura del satélite. 35 estaciones terrestres que participan en las mediciones de las distancias mediante el cálculo del tiempo empleado por un rayo láser para volver a su punto de emisión.
La precisión de la medición es centimétrica y se puede medir el movimiento de las placas tectónicas con una precisión comparable. Hay otros satélites equipados con los retroreflectores (ERS, Jason, Starlet, Etalon, dos satélites GPS (-35, -36,...) y cinco retroreflectores fueron depositados en la Luna.

Imagen: Mediciones Láser por Satélites.
El satélite LAGEOS-1 es una bola de bronce cubierto con aluminio en la que se colocan 426 retroreflectores romboédricos (esquinas de cubo), totalmente pasivos.