Download
slide1 n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
GTEP (Groupe de travail sur les éphémérides planétaires) PowerPoint Presentation
Download Presentation
GTEP (Groupe de travail sur les éphémérides planétaires)

GTEP (Groupe de travail sur les éphémérides planétaires)

108 Vues Download Presentation
Télécharger la présentation

GTEP (Groupe de travail sur les éphémérides planétaires)

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. GTEP (Groupe de travail sur les éphémérides planétaires) Réduction des données laser-Lune Jeudi 9 Mars 2006 Observatoire de Paris Département SYRTE Equipe Lune

  2. Plan de l'exposé : Les observations laser-Lune. Le calcul des résidus. Les résidus et les résultats.

  3. Observation laser-Lune • Une « observation laser-Lune » est, à une date donnée t0, • la durée t (moyennée sur une dizaine de minutes) entre : • l'émission d'une impulsion laser depuis une station terrestre • vers des rétro-réflecteurs à la surface lunaire et • sa détection au retour sur terre par la même station • (ou une station voisine).

  4. Observation laser-Lune • Un télescope sur Terre Station de Calerne (Grasse, France)

  5. Observation laser-Lune • Un télescope sur Terre • Un laser

  6. Observation laser-Lune • Un télescope sur Terre • Une impulsion laser • Un rétro-réflecteur sur la Lune • 45 cm x 45 cm

  7. Observation laser-Lune • Un télescope sur Terre Wettzell Grasse (1984-2004) 10210 Shanghai Matera (2003-2004) 15 Mac Donald (1972-...) 5261 Apollo (Oct. 2005-... ) Haleakala (1987-1990) 448 Canberra

  8. Observation laser-Lune • Un télescope sur Terre

  9. Observation laser-Lune • Un télescope sur Terre • Une impulsion laser Sur la distance aller-retour Terre-Lune 1 ns 15 cm 0.2 ns temps t0 18 10 Photons par impulsion = 532 nm (vert)

  10. Observation laser-Lune • Un télescope sur Terre • Une impulsion laser 0.2 ns 0.2 ns 0.2 ns 0.2 ns 2.9 ns temps t0 t0 Train d'impulsions = 10 impulsions successives Un train d'impulsions chaque seconde durant une dizaine de minutes

  11. Emission d'une impulsion laser à l'instant t0 daté sur une horloge atomique

  12. Diamètre spatial de l'émission 1.5 m (= D. Télescope) • 1.5 m • 1.5 m

  13. Diamètre spatial de l'émission 1.5 m (= D. Télescope) • Divergence du laser 0.64 " d'arc • 0.64 " • 1.5 m

  14. Diamètre spatial de l'émission 1.5 m (= D. Télescope) • Divergence du laser 0.64 " d'arc • Diamètre de la tâche d'Airy due à la diffraction du télescope 0.16 " d'arc • 0.64 " • 0.16 " • 1.5 m

  15. Diamètre de la tâche d'Airy à la surface de la Lune • 320 m • 1.3 km • 1.5 m • 360 000 km

  16. Diamètre de la tâche d'Airy à la surface de la Lune SANS ATMOSPHERE • 320 m • 1.3 km • 1.5 m • 360 000 km

  17. AVEC ATMOSPHERE • 320 m • 10 km • 1.5 m • 360 000 km

  18. Observation laser-Lune • Un télescope sur Terre • Une impulsion laser • Un rétro-réflecteur sur la Lune • 45 cm x 45 cm

  19. Lunakhod 1 (lost) Lunakhod 2

  20. Observation laser-Lune Rendement de l'instrument

  21. Observation laser-Lune Rendement de l'instrument -9 Surface Réf. / Surface Imp. = 10

  22. Observation laser-Lune Rendement de l'instrument -9 Surface Réf. / Surface Imp. = 10 18 9  sur les 10 photons d'une impulsion , 10 repartent vers la Terre

  23. Observation laser-Lune Rendement de l'instrument -9 Surface Réf. / Surface Imp. = 10 18 9  sur les 10 photons d'une impulsion , 10 repartent vers la Terre Imperfection des coins de cube et de l'atmosphère

  24. Observation laser-Lune Rendement de l'instrument -9 Surface Réf. / Surface Imp. = 10 18 9  sur les 10 photons d'une impulsion , 10 repartent vers la Terre Imperfection des coins de cube et de l'atmosphère diamètre de la tâche de l'impulsion au retour sur Terre = 25 km

  25. Observation laser-Lune Rendement de l'instrument -9 Surface Réf. / Surface Imp. = 10 18 9 sur les 10 photons d'une impulsion , 10 repartent vers la Terre Imperfection des coins de cube et de l'atmosphère diamètre de la tâche de l'impulsion au retour sur Terre = 25 km -11 Surface Tél. / Surface Imp. = 10

  26. Observation laser-Lune Rendement de l'instrument -9 Surface Réf. / Surface Imp. = 10 18 9 sur les 10 photons d'une impulsion , 10 repartent vers la Terre Imperfection des coins de cube et de l'atmosphère diamètre de la tâche de l'impulsion au retour sur Terre = 25 km -11 Surface Tél. / Surface Imp. = 10 18 sur les 10 photons d'une impulsion , 0,01 sont détectés sur Terre

  27. Observation laser-Lune Précision d'un écho

  28. Observation laser-Lune Précision d'un écho • précision du détecteur de départ : d = 6 ps • précision du détecteur de retour : r = 40 ps • imprécision due à la largeur d'impulsion : i = 60 ps • précision des dateurs : dat = 10 ps

  29. Observation laser-Lune Précision d'un écho • précision du détecteur de départ : d = 6 ps • précision du détecteur de retour : r = 40 ps • imprécision due à la largeur d'impulsion : i = 60 ps • précision des dateurs : dat = 10 ps • imprécision due à la traversé de l'atmosphère : atm = 0 à 150 ps

  30. Observation laser-Lune Précision d'un écho • précision du détecteur de départ : d = 6 ps • précision du détecteur de retour : r = 40 ps • imprécision due à la largeur d'impulsion : i = 60 ps • précision des dateurs : dat = 10 ps • imprécision due à la traversé de l'atmosphère : atm = 0 à 150 ps • imprécision due à l'orientation des rétro-réflecteurs : ref = 135 ps ( = 8°) Direction de la Terre 

  31. Observation laser-Lune Précision d'un écho • précision du détecteur de départ : d = 6 ps • précision du détecteur de retour : r = 40 ps • imprécision due à la largeur d'impulsion : i = 60 ps • précision des dateurs : dat = 10 ps • imprécision due à la traversé de l'atmosphère : atm = 0 à 150 ps • imprécision due à l'orientation des rétro-réflecteurs : ref = 135 ps ( = 8°) Total = 220 ps Soit 3 cm

  32. Observation laser-Lune Point normal sur 10 minutes

  33. Observation laser-Lune Point normal sur 10 minutes

  34. Observation laser-Lune Point normal sur 10 minutes

  35. Observation laser-Lune Point normal sur 10 minutes

  36. Observation laser-Lune Point normal sur 10 minutes Précision théorique d'un point normal (60 échos) PN = Total /√Nechos = 220 / √60 = 28 ps Soit 4 mm

  37. Observation laser-Lune Point normal sur 10 minutes Précision théorique d'un point normal (60 échos) PN = Total /√Nechos = 220 / √60 = 28 ps Soit 4 mm Précision observée d'un point normal (60 échos) PN(obs) = 170 ps Soit 2.5 cm

  38. Observation laser-Lune

  39. Observation laser-Lune

  40. Observation laser-Lune

  41. Observation laser-Lune

  42. Observation laser-Lune

  43. Observation laser-Lune

  44. Le calcul des Résidus

  45. Le calcul des Résidus L(t1) R(t1) B G(t1) T(t1) O(t1) • Calculs • t1 : Instant de l’émission (TDB) • Observations • t1’ : Instant de l’émission (UTC) • DT : Temps de lumière (aller-retour) (TAI)

  46. Le calcul des Résidus L(t2) R(t2) R(t0) B G(t2) G(t0) T(t2) O(t2) O(t0) • Calculs • t1 : Instant de l’émission (TDB) • t2 : Instant de la réflexion (TDB) • Observations • t1’ : Instant de l’émission (UTC) • DT : Temps de lumière (aller-retour) (TAI)

  47. Le calcul des Résidus L(t3) R(t3) R(t1) R(t0) G(t3) B B G(t0) T(t3) O(t3) O(t1) O(t0) • Calculs • t1 : Instant de l’émission (TDB) • t2 : Instant de la réflexion (TDB) • t3 : Instant de la réception (TDB) •  DTC : Temps de lumière calculé (TAI) • Observations • t1’ : Instant de l’émission (UTC) • DT : Temps de lumière (aller-retour) (TAI)

  48. Les étapes du calcul des Résidus Première étape : Passage de la date d'émission observée t1' en Temps Universel Coordonné (UTC) à t1 en Temps Dynamique Barycentrique (TDB) Les changements d'échelle de temps DT0 = TT-UTC = (TAI +32.184s) -UTC (TAI-UTC publié par l'IERS) DT1 = TDB-TT (fourni par les théories planétaires)

  49. Les étapes du calcul des Résidus Deuxième étape : Calculs de l'instant t2 de réflexion de l'impulsion par le rétro-réflecteur en Temps Dynamique Barycentrique (TDB) Les Corrections du temps de lumière DT3 = Correction relativiste (déviation gravitationnelle des rayons lumineux) DT4 = Correction de réfraction (troposphère)

  50. Les étapes du calcul des Résidus Deuxième étape : les composantes des vecteurs BG(t) Coordonnées barycentriques du Barycentre Terre-Lune (JPL, ou VSOP2000 ou INPOP) GT(t) =( mL/(mT+mL) TL ) (solution ELP MPP 02 ou INPOP) TL(t) Coordonnées géocentriques de la Lune (solution ELP MPP 02 ou INPOP) LR(t) Coordonnées sélénocentriques des réflecteurs (libration de la Lune MOONS +comp. analytiques ou INPOP) TO(t) Coordonnées géocentriques des stations LLR calculées à partir des éléments suivants : Coordonnées des stations dans un repère terrestre Cordonnées du pôle obtenues à partir des valeurs de l'IERS Temps sidéral (Aoki) corrigé de la constante de la précession Nutation (Herring, convention IERS 1996) Précession (Williams 1994) corrigée avec les dérivées (Simon et al. 1994) Corrections relativistes pour le passage d'un KGRS à un BRS Corrections dues aux marées terrestres Corrections dues aux marées océaniques Corrections dues à la pression atmosphérique