Distanza Terra-Luna
Misurazioni
accurate della distanza Terra-Luna (intesa da centro a centro dei due
corpi celesti) si effettuano con il laser: si inviano impulsi da un telescopio
ottico verso riflettori installati sulla Luna e si calcola il tempo di
ritorno. La metà di tale tempo moltiplicata per la velocità
degli impulsi (velocità della luce) dà la distanza cercata.
L'attuale margine di errore è di circa 1 mm. Per ottimizzare questa
tecnica di misurazione bisogna osservare i deboli segnali di ritorno con
telescopi tecnologicamente avanzati e posti in luoghi dove è minimo
il disturbo atmosferico, in modo da raccogliere il maggior numero di impulsi
riflessi. Un problema è infatti rappresentato dal fatto che il
fascio laser parte ben collimato e si disperde lungo il cammino: dopo
la riflessione sulla Luna il fascio torna sulla Terra disperso su vari
chilometri, quindi molto indebolito.
Il primo riflettore è stato posto sulla Luna nel 1969 dagli astronauti
di Apollo 11. La luce dei fasci laser si mantiene fortemente focalizzata
per grandi distanze; tuttavia è presente una certa dispersione
del fascio, che è di circa 7 km in diametro quando la luce raggiunge
la Luna e di circa 20 km in diametro quando ritorna sulla Terra. I segnali
sono molto deboli, per cui le osservazioni sono ripetute ogni volta per
più ore. La distanza media della Luna dalla Terra è di circa
384.400 km.
Una misura molto precisa della distanza Terra-Luna (un errore di un millimetro
corrisponde a quello di un milionesimo di milionesimo di secondo nella
misura del tempo di ritorno degli impulsi laser) permette di verificare
la validità di alcune teorie sulla gravitazione. In particolare,
si può testare il principio di equivalenza, secondo il quale ogni
corpo accelera allo stesso modo spinto dalla gravità: se l'azione
della gravità terrestre sulle singole parti che costituiscono la
Terra non obbedisce a tale principio, le orbite della Luna e della Terra
saranno leggermente spostate l'una dall'altra.
Inoltre, si può migliorare la conoscenza dell'orbita della Luna
e della velocità con cui il nostro satellite si sta allontanando
progressivamente dalla Terra a causa della dinamica derivante dalle maree
oceaniche (attualmente l'allontanamento è di circa 3,8 cm/anno),
nonché studiare le variazioni cui è soggetta la rotazione
della Luna, dovute alla distribuzione di masse al suo interno.
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