Distance Terre-Lune Taille de la Lune Benoît Dasset Georges Comte Michel Ramponi Gérard Trouillot

Partie 2 La télémétrie « Laser-Lune »: la méthode actuelle de mesure à très grande précision Observatoire de la Côte d’Azur, Plateau de Calern

Télémétrie : du grec « télé » = loin mesure de la distance

Rappel: La trajectoire du centre de la Lune autour de la Terre peut être considérée comme circulaire en première approximation Document Observatoire de la Côte d’Azur

Principe : LUNE cible Impulsions de lumière laser verte (10 tirs par seconde) télescope, laser, horloge «échos» de retour: le télescope capte une très petite fraction de l’énergie envoyée, qui s’est réfléchie sur la cible TERRE

LUNE cible départ de l’impulsion laser: l’horloge indique une « date » t Distance télescope-cible: X X est compris entre 360 000 et 406 000 km TERRE

LUNE cible l’impulsion laser voyage vers la Lune à la vitesse de la lumière, soit 299 792 km/s TERRE

LUNE cible l’impulsion laser atteint le sol de la Lune, là où se trouve le réflecteur TERRE

LUNE cible Une toute petite fraction de l’énergie de l’impulsion est réfléchie dans la direction initiale de l’émission: c’est l’«écho de retour» TERRE

LUNE cible l’«écho de retour» voyage vers la Terre à la vitesse de la lumière TERRE

LUNE cible l’«écho de retour» est capté par le télescope. L’horloge indique une « date de capture » t ’ TERRE

t’ - t = 2X / 299 792 pour t et t’ en secondes LUNE et X en km, en première approximation, on a : LUNE cible t’ - t = 2X / 299 792 Distance télescope-cible: X X est compris entre 360 000 et 406 000 km TERRE

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 : La précision de la mesure du temps. La très faible énergie de l’écho de retour. 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 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.