Wizyta w obserwatorium astronomicznym

Niedawno gościłem po raz kolejny w obserwatorium, należącym do mojego instytutu w Zimmerwald. Obserwatorium wykonuje między innymi pomiary laserowe do sztucznych satelitów Ziemi i do satelity, krążącego wokół Księżyca (LRO), czyli pomiary, które na co dzień wykorzystuję w obliczeniach. W Polsce wykonuje się (a w zasadzie wykonywało) podobne obserwacja w jednym miejscu - w obserwatorium w Borowcu (chociaż wydajność i dokładność Borowca była dużo niższa).
Zabrałem ze sobą aparat, żeby zrobić parę fotek. Nigdy się nie spodziewałem, że sfotografowanie wiązki laserowej może być aż tak trudne, więc zdjęcia są miernej jakości.

To zamknięta kopuła teleskopu z zewnątrz. Kopuła jest otwierana podczas pomiarów (czyli przez większość czasu, kiedy zachmurzenie na to pozwala - wiązka laserowa jest rozpraszana przez chmury).



A to zielony laser przeszywający całe niebo (podstawowa długość fali lasera to około 1064 nm - czyli bliska podczerwień (laser jest niewidzialny). Wiązkę przepuszcza się przed odpowiednie kryształy, dzięki czemu zwiększa się dwukrotnie częstotliwość fali do 532 nm, czyli do koloru zielonego).
Teleskop rejestruje czas emisji wiązki i powrotu impulsu. Odległość satelita-teleskop oblicza się ze wzoru:

d=0.5*c*dt

Po uwzględnieniu poprawek - troposferycznej, relatywistycznej, aberracji i offsetów satelity i teleskopu - ostateczna dokładność pojedynczego pomiaru to nawet 2 mm (po uśrednieniu kilkuset silnie skorelowanych obserwacji).



To zdjęcie zostało wykonane przy otwarciu przysłony na 60 sekund. Widzimy pozorny ruch gwiazd na niebie (białe smugi) oraz ślad lasera na nieboskłonie (bardzo jasna smuga). Nasz satelita musiał być stosunkowo wysoko, bo prędkość przesuwania się wiązki lasera była dosyć niska.