Distance Terre-Lune Distance Terre-Lune Taille de la LuneTaille de la Lune

Benoît DassetBenoît Dasset

GGeorges Comteeorges Comte

Michel RamponiMichel Ramponi

Gérard TrouillotGérard Trouillot

La télémétrie « Laser-Lune »:

la méthode actuelle de mesure à très

grande précision

Observatoire de la Côte d’Azur, Plateau de Calern

Partie 2

Télémétrie :

du grec « télé » = loin

mesure de la distance

Document Observatoire de la Côte d’Azur

Rappel: La trajectoire

du centre de la Lune

autour de la Terre

peut être considérée

comme circulaire

en première approximation

LUNE

TERRE

Impulsionsde lumière laser verte (10 tirs par seconde)

«échos» de retour:le télescope capte une trèspetite fraction de l’énergie envoyée, qui s’estréfléchie sur la cible

télescope, laser,

horloge

cible

Principe :

LUNE

TERRE

cible

départ de l’impulsionlaser:

l’horloge indique une« date » t

Distance télescope-cible:

X

X est compris entre 360 000 et 406 000 km

LUNE

TERRE

cible

l’impulsionlaser voyage versla Lune à la vitessede la lumière, soit299 792 km/s

LUNE

TERRE

cible

l’impulsionlaser atteint le solde la Lune, là oùse trouve le réflecteur

LUNE

TERRE

cibleUne toute petite fractionde l’énergie de l’impulsionest réfléchie dans la directioninitiale de l’émission:c’est l’«écho de retour»

LUNE

TERRE

ciblel’«écho de retour» voyage vers la Terre à la vitesse dela lumière

LUNE

TERRE

ciblel’«écho de retour» est captépar le télescope.

L’horloge indique une « date de capture » t ’

LUNE

TERRE

cible

Distance télescope-cible:

X

X est compris entre 360 000 et 406 000 km

t’ - t = 2X / 299 792

pour t et t’ en secondeset X en km, en premièreapproximation, on a :

Le film des événements lors d’un tir laser:

4) Le panneau rétro-réflecteur déposé sur le sol de la Lune par les astronautes de la mission Apollo 11.

Positions des panneaux rétro-réflecteurs installés sur la Lune

Les problèmes à résoudre :

1) La précision de la mesure du temps.2) La très faible énergie de l’écho de

retour.3) La lumière parasite

Les deux causes d’erreur principales sur la mesure de la distance Terre – Lune :

- La durée et la forme de l’impulsion laser

- L’orientation du plan du panneau réflecteur par rapport à la Terre

La précision atteinte aujourd’hui est de l’ordre de 7 millimètres. Elle permet par exemple d’observer que la Lune s’éloigne de la Terre de quelques centimètres par an…

Station au Plateau de CalernStation au Plateau de Calern

Autres applications des télémètres laser dans la vie de tous les jours:

- Appareils de mesure rapide et précise des longueurs, peu encombrants, pour les maçons, menuisiers, etc…

- Contrôle de la vitesse des voitures par les policiers munis de « lidars » infrarouges portatifs.