پرتو لیزر چقدر طول می‌کشد تا این مسافت عظیم را طی کرده و از زمین به ماه برسد، سوالی جذاب است که هم به تئوری سرعت نور و هم به آزمایش‌های عملی ناسا گره خورده است.
ماه، تنها قمر زمین، در فاصله تقریبی ۳۸۴٬۳۹۹ کیلومتری از ما قرار دارد. پرتوهای لیزر که به دلیل ماهیت منسجم خود پراکنده نمی‌شوند، ابزاری ایده‌آل برای اندازه‌گیری دقیق این فاصله هستند. درک سرعت نور و چگونگی به‌کارگیری آن در این اندازه‌گیری‌ها، دیدگاهی عمیق‌تر به ما می‌دهد.
زمان سفر پرتو لیزر از زمین به ماه
ماه در مدار خود می‌تواند بین ۳۶۳٬۷۰۰ تا ۴۰۲٬۳۰۰ کیلومتر از زمین فاصله داشته باشد. پرتو لیزر، مانند هر نوری، با سرعت تقریبی ۱٬۰۷۹٬۲۵۲٬۸۴۸ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کند. با توجه به این سرعت فوق‌العاده، برای یک پرتو لیزر ۱.۲۱ تا ۱.۳۵ ثانیه طول می‌کشد تا از زمین به سطح ماه برسد که این زمان بسته به موقعیت ماه در مدارش متغیر است.
بازتابنده‌های ماه: سنجش دقیق فاصله
این ارقام تنها از معادلات ریاضی به دست نیامده‌اند، بلکه با کمک بازتابنده‌های ویژه روی ماه نیز اندازه‌گیری شده‌اند. در حال حاضر پنج صفحه بازتابنده به نام آینه‌های Corner Cube روی ماه قرار دارند. اولین این بازتابنده‌ها توسط فضانوردان آپولو ۱۱ در سال ۱۹۶۹ و سپس توسط چند ماموریت دیگر از جمله لونوخودها نصب شدند.
هدف از این کار، شلیک پرتو لیزر از زمین به ماه و ردیابی فاصله بین آن‌ها در طول زمان بوده است. به طور متوسط، حدود ۲.۵ ثانیه طول می‌کشد تا نور یک رفت و برگشت کامل بین زمین و ماه داشته باشد. نتایج این آزمایش‌ها نشان داده‌اند که ماه و زمین هر سال تقریباً ۳.۸ سانتیمتر از یکدیگر دورتر می‌شوند.
آینه‌های قدیمی به مرور زمان کدر شدند. از این رو، ناسا در ژوئن ۲۰۰۹، مدارگرد شناسایی ماه (Lunar Reconnaissance Orbiter – LRO) را با یک بازتابنده جدید و بهبودیافته به فضا فرستاد. با وجود چالش‌های فراوان، سرانجام در آگوست ۲۰۲۰، پرتو لیزر موفق به هدف‌گیری دقیق این بازتابنده شد.
نظرات کاربران