Lāzerlokācijai 50!
Publicēts: 14.11.2014
Pirmie lāzerlokācijas eksperimenti tika veikti NASA Godārda Kosmisko lidojumu centrā. Iegūtie rezultāti tika publiskoti 1964. gada 13. novembrī. Jau pirms desmitgades beigām šī tehnoloģija tika izmantota arī ārpus ASV. Mūsdienās pasaulē darbojas vairāk nekā 40 stacijas, kuras atrodamas visos kontinentos, izņemot Antarktīdu.
Šīs tehnoloģijas lielais ieguvums ir precizitāte. 1964. gadā mikroviļņu radaru precizitāte bija aptuveni 75 metri. Sākotnējos lāzerlokācijas eksperimentu rezultātos šo precizitāti bija izdevies uzlabot līdz 3 metriem.
"Mūsdienās mēs runājam par milimetru precizitāti," teica Džons Degnans, kurš piedalījās lāzerlokācijas eksperimentos kopš pašiem pirmsākumiem, kad tos vadīja Henrijs Plotkins.
Kad tika uzsākti eksperimenti, lāzeri bija kaut kas jauns. Pirmā lāzera demonstrācija, kad tika izmantots rubīna kristāls, lai radītu sarkanu staru, notika tikai četrus gadus agrāk. 1960. gadu vidū dažās publikācijās vārds LASER vēl arvien tika rakstīts ar lielajiem burtiem, uzsverot to kā akronīmu "light amplification by stimulated emission of radiation" (gaismas pastiprināšana, izmantojot inducēto starojumu).
Plotkina vadītā komanda izmantoja rubīna lāzeri, kas bija daļa no pirmās Godārda sistēmas - GODLAS. Lāzers un uztverošais teleskops bija uzmontēti uz Nike-Ajax raķešu izsekošanas sistēmas. Lāzera mērķēšanu veica divi operatori, kas sēdēja uz montējuma. Katram bija tēmējošais teleskops, ar kuru novēroja Saules apspīdēto satelītu, un kursorsvira, ar kuru palīdzību tika centrēts tēmekļa krusts - viena augstumam, otra azimutam.
Lāzers tika raidīts Explorer 22 virzienā. Šis nelielais satelīts analizēja lādētās daļiņas jonosfērā. Explorer 22 jeb Beacon Explorer B bija pirmais mākslīgais pavadonis, kas bija aprīkots ar speciāli lāzerlokācijai izstrādātiem reflektoriem. Uz katra no deviņiem pavadoņa paneļiem bija novietoti 40 reflektori, kas pazīstami kā "kuba stūri". Šāda tipa dizains nodrošina ienākošā lāzersignāla atstarošanu atpakaļ uz avotu. Vairāku reflektoru izmantošana nodrošināja spēcīgāku atpakaļnākošo signālu, kas tika fokusēts ar teleskopu uz vienkāršu gaismas uztvērēju. No tā signāls tika nodots osciloskopam, kura displejā 1964. gada 31. oktobrī tika pamanīti daži īslaicīgi signāli.
Turpmāko nedēļu laikā datu kvalitāte un kvantitāte pieauga, ļaujot noteikt attālumu līdz mākslīgajam pavadonim, kas bija 966 kilometri ar precizitāti 3 kilometri.
Līdz brīdim, kad 1965. gada aprīlī startēja Beacon Explorer C, lāzerlokācijas mērījumi bija kļuvuši par rutīnu. Šis konkrētais pavadonis tiek izsekots vēl joprojām.
Jau pašos pirmsākumos Plotkins paredzēja, ka lāzerlokāciju varētu izmantot ne tikai satelītu attālumu noteikšanai. Viņš prognozēja, ka ar tās palīdzību varētu precizēt informāciju par Zemes formu, kā arī izmantot saziņai starp Zemi un satelītiem.
Kopš tā laika lāzerlokācija ir palīdzējusi izveidot detalizētus Zemes gravitācijas lauka modeļus, noteikt masas centru un precizēt planētas formu. Iegūtie dati palīdz kartēt jūras līmeņa un ledus masu izmaiņas, kā arī pētīt Zemes tektonisko plātņu pārvietošanos.
Ir realizēta arī Plotkina vīzija par lāzerlokācijas izmantošanu tālāk par Zemes orbītu. Kopš 1969. gada tiek veikta Mēness lāzerlokācija. Apollo 11 astronauti uz Mēness virsmas atstāja paneli ar 100 reflektoriem. 2005. gadā tika veikta veiksmīga signāla apmaiņa ar MESSENGER, kas tobrīd atradās ceļā uz Merkuru, nosakot attālumu līdz kosmiskajam aparātam, kas bija 15,1 miljons kilometri ar precizitāti 20 centimetri. Trīs mēnešus vēlāk no Zemes raidītu signālu uztvēra Marsa orbītā esošs aparāts, kas atradās 80 miljonu kilometru attālumā. Kopš 2009. gada Mēness izpētes aparāts Lunar Reconnaissance Orbiter uztver Godārda un citu staciju raidītos signālus.
Arī Latvijā, kas tobrīd bija iekļauta PSRS sastāvā, samērā drīz tika uzsākti lāzerlokācijas mērījumi, kā arī ļoti veiksmīgi tikai izstrādātas lāzerlokācijas iekārtas, kuras tika izmantotas dažādās valstīs. Rīgas stacija piedalās Starptautiskās lāzerlokācijas organizācijas (ILRS) un Eiropas lāzerlokācijas organizācijas (EUROLAS) programmās.
NASA's Goddard Space Flight Center
Komentāri
jānis tieši 14.11.2014 domāja šādi:
ir iemesls svinībām, šodien tak piektdiena