Точность до миллиметра: лазеры NASA сделают GPS идеальным

В области геодезии произошло значительное нововведение, благодаря которому GPS-спутники станут гораздо точнее и функциональнее. Речь идет о разработке лазерных ретрорефлекторных массивов (LRAs, Laser retroreflector arrays), которые позволяют с высокой точностью отслеживать форму Земли, её вращение и изменения в окружающей среде, расширяя тем самым возможности спутников.

Основное применение GPS-спутников – определение местоположения в различных ситуациях, от вождения автомобиля до навигации в море и воздухе. Теперь же благодаря LRAs они также помогут в точных земных измерениях, распространяя информацию среди спутников, наблюдающих за Землей.

Работы по улучшению точности измерений ведутся в сотрудничестве с NASA и рядом федеральных агентств США, включая Космические силы, Космическое командование, Научно-исследовательскую лабораторию ВМС и Национальное агентство геопространственной разведки. Новые лазерные ретрорефлекторные массивы обещают улучшить точность измерений до миллиметра.

В начале года команда ученых и инженеров проекта провела ряд испытаний, чтобы убедиться в надежности и эффективности новых устройств. Первая партия ретрорефлекторов была отправлена Космическим силам США и компании Lockheed Martin в Колорадо для интеграции в новое поколение GPS-спутников.

Лазерные ретрорефлекторные массивы (LRAs) функционируют, измеряя расстояния между объектами через короткие лазерные импульсы. Лучи лазера, отправленные с земной станции на орбитальный спутник, отражаются от этих массивов и возвращаются обратно на станцию, что позволяет точно рассчитывать расстояние между спутником и землей.

Стивен Мерковиц из NASA объясняет, что LRAs представляют собой уникальные зеркала, которые способны отражать свет непосредственно обратно к его источнику. Это достигается благодаря особой конструкции, включающей три зеркала, расположенные под прямыми углами, формирующими внутренний угол куба. Каждый лазерный ретрорефлекторный массив состоит из 48 таких зеркальных уголков. Эта конфигурация обеспечивает высокую точность отражения лазерных лучей, что критически важно для точности всей системы лазерной дальнометрии.

Лазерные ретрорефлекторные массивы (LRAs) открывают новые перспективы не только в геодезии, но и в других областях, таких как мониторинг уровня моря и анализ последствий природных катастроф. Это подчеркивает их фундаментальное значение для понимания и изучения нашей планеты, отмечают Линда Томас и Фрэнк Лемуан из NASA.