你好月球！小火箭详解人类测量地月距离的技术
微信号：小火箭
微信ID：ixiaohuojian
小火箭出品
本文作者：邢强博士
本文共10171字，113图。预计阅读：1小时。
好久不见！
本文是小火箭月球系列报告的第1季的第7篇。
在本季开篇《纪念阿波罗1号事故49周年》中，咱们详细探讨了人类为了远征月球所付出的代价。
本季第2篇，《F-1:史上最强的单燃烧室液体火箭发动机》，小火箭和大家分析了人类最强单燃烧室火箭发动机的设计与制造工艺。
F-1火箭发动机的单台设计海平面推力为150万磅力（约680.39吨）。这样大的推力能够在5台并联的时候，将起飞重量3000多吨的土星5号火箭在150秒的时间内推到6.4万米的高度，同时达到9920公里/小时（2.76公里/秒）的速度。
本季第3篇《土星5号：最高最重推力最大的火箭》中，小火箭细致分析了土星5号火箭的总体设计情况。
本季第4篇《战争黑科技的和平利用：探月飞船回家路》中，小火箭展示和分析了登月飞船返回大气时的跳跃式打水漂弹道。
本季第5篇《美国与苏联完成的人类首次跨国太空对接》，小火箭讲述了阿波罗时代后期的美国与苏联太空对接的故事。
本季第6篇《小火箭聊刚刚宣布的人类重返月球计划》，小火箭回顾了阿波罗17号的任务情况，讲述了人类目前的重返月球计划。
微信这6年来使用的启动画面中的那个地球，正是来自阿波罗17号，也就是人类迄今为止最后一次登月的那艘飞船。
小火箭在每次打开微信的时候，也总是会期盼人类能够重返月球。
本文，是本季的第7篇，如果阅读量依然少于10万+的话，会提前终止，也基本上确定为本季的完结篇。
本文虽长，不过仅探讨两个问题：
第一：人类是如何测量地球到月球的距离的？
第二：地球唯一的天然卫星月球，到底距离地球有多远？
古人
公元141年，遥远的东方，大汉永和五年。这片黄土地上，汉的户数达到了969.86万，人口突破了4915万。
此时，人类有史以来最早的完备天文历法《太初历》已经实施了200多年。这份历法中，第一次明确了二十四节气，同时规定一个回归年为365.197132616天（365+（385/1539）），一个朔望月为29.530864198天（29+（43/81）） 。
这份在汉武帝太初元年（公元前104年），由司马迁、唐都和落下闳3位精通数学和天文推算的科学家共同确立。该历法改变了秦代使用的颛顼历以十月为岁首的习惯，而改以正月为岁首，奠定了其后两千年来所尊奉的历法基础。
（当然，司马迁后来以一部《史记》唱响了千古以来的史家经典，被更多人认作为历史学家和文学家了。）
公元141年，在遥远的西方，克劳狄乌斯·托勒密在埃及的亚历山大港一边感慨着计算月球的周期和距离的困难的，一边在这压力山大的任务中，给出了计算结果：
地球到月球的距离，是地球半径的58倍；
月球的直径为地球直径的0.29倍。
至此，人类在公元前104年，在东方，完成了对月球运行周期的测算；在西方，完成了对地月距离和月球大小的估算。
按司马迁等人的计算，月球的一个会合周期为29.530864198天。小火箭换算过来，就是29天12小时44分26.667秒。
现代的测算结果为：29天12小时44分2.9秒。
2000多年前史官的计算，误差仅23.77秒！
托勒密估计的地月距离，为地球半径的58倍，而现代测量结果，为60倍；
月球直径，托勒密的估算为地球的0.29倍，现代测量结果，为0.273倍。
小火箭注：
月球平均半径 1737.10 公里（为地球半径的0.273倍）
月球极半径 1735.97 公里（为地球半径的0.273倍）
月球扁率为 0.0012
激光
在两千年以前，人类科学家取得了了不起的成就。
后来，在公元1609年，伽利略老爷子用伸缩式天文望远镜首先发现了月球表面是布满环形山的，再一次改变了人类对月球的看法：
从广寒宫到圆盘到光滑球体再到布满环形山的球体。
上图为伽利略（黑衣白领站立者）教威尼斯大侯爵（金色衣服坐着的）使用望远镜的场景。
伽利略一出，一扫中世纪的阴霾。他对人类物理学和天文学有着重要的贡献，人类有关月球，还有木星的卫星（木星的月球）的认知更近了一层。
不过，从那之后几百年来，人类对月球的认识，除了那举杯邀明月的潇洒和千里共婵娟的浪漫之外，依然没能有质的的飞跃。
那么，在现代，人类能否取得对月球更加精确的测量结果呢？
可以的！
测量长度和距离，通常来说，我们用直尺或者卷尺。
如果距离太远，没有那么长的尺子，那么我们可以用已知速度的物体，在两地之间飞奔，然后乘以所用的时间，也就获得了距离的数据。
有关速度的不同尺度，详见小火箭的公号报告《小火箭 | 星球人类子弹飞船与光：我们这个宇宙的速度尺度》。
如果真的要在这38万公里的地月距离之间，找一把好用的尺子的话，那就是光了。
早在公元1905年，26岁的阿尔伯特·爱因斯坦博士就提出了一条假设：惯性参考系所测得的光速是独立于光源的运动的。他从这一点推导出狭义相对论，并证明常数c在光和电磁波的范畴以外也有举足轻重的地位。
经过几十年人类的不懈努力，真空中的光速被确定为299792458米/秒，测量误差为正负十亿分之四。
为什么小火箭在这里给出整数，而没有按惯常的小火箭风格，给出小数点后好几位的值呢？
答：光速在人类文明中，按国际单位制，就是一个整数。在1983年，咱们人类现有文明下的长度单位 米 ，被重新定义为：真空中，光在1/299792458秒内所运行的距离。因此，光速在米每秒单位下的数值已固定为精确值。
也就是说，人类手里有这么一个有效数字达9位的，不受地球自转和月球公转影响的一把较为理想的尺子。
那么，还等什么，上去测月球啊！
且慢！
虽然能够在夜晚发出亮光的光源，可以追溯到石器时代的篝火，也能够锁定在爱迪生的灯泡，但是，能够足够汇聚，把光打到超远距离仍能保持一定亮度的光源，实在难找。
灯塔为航船指引着方向。
不过，我们仔细观测的话，可以发现，即使是灯塔的灯光，也是会快速发散的。按照这个趋势，不用到月球，即使是100海里之外，也已经很难和星光区别开来了。
后来，军用探照灯把光的指向性提升了一个档次。
小火箭定律：迄今为止，在人类工程技术发展史上，几乎没有任何一项尖端技术能够被军方所忽略。不管这项技术的初衷到底是用于提升人类的生活质量还是仅仅用来满足人类的好奇心，最终这些家伙大多都被拿来用于增强军队的作战效能了。
上图为日俄战争期间，俄国水兵用军用探照灯搜索和警戒海面，应对日军夜袭的场景。
这套系统有个浪漫又带有工业风的名字：人造月光。
上图是爱迪生本人与他发明的“便携式”探照灯单元的合影，摄于1915年。这种可以依靠自身电池供能的可移动大功率光源，在一百多年前是很有用处的。
这是第二次世界大战期间，英国士兵调用履带式探照灯单元对空进行警戒的场景。
上图为1942年11月20日夜晚，空袭警报拉响之后10秒的直布罗陀海峡。
第二次大战期间，探照灯曾被大量使用于对抗敌方的夜间空袭。当时的防空炮兵同时使用两组探照灯，由两组探照灯的不同仰角可以借助三角函数来计算出来袭轰炸机的高度。然后通过电报或者光源编码的形式，把这个高度通知给高射炮单元，用以给高射炮的炮弹的引信做初始装订，提升防空火炮的作战效能。
另外，探照灯对使用光学式投弹瞄准器的来袭轰炸机也能造成相当程度的干扰。
第二次大战期间，通用电气拥有专利的军用探照灯使用带有陀螺仪的灯架，光源由碳电弧提供，在功率达15千瓦的发电机的支持下点亮，然后在直径达152.4厘米的镀铑盘状凹面镜汇聚，能够在焦点达到峰值8亿坎德拉的光源。
即使是这样，这种光源的有效照距也仅能达到56公里。
小火箭注：坎德拉，发光强度的单位，国际单位制七个基本单位之一，符号cd。在给定方向上，给定的黄绿光源在指定频率下，每单位立体角内所发出的的光通量为683分之1瓦的时候，为1坎德拉。
1支家用的普通蜡烛，在正常燃烧的情况下，在普通大小的卧室墙面上的光强约为1个坎德拉。
无论是可以照亮5.6万米高空的军用探照灯，还是尽职尽责的灯塔，对于38万公里以外的月球来说，还是不太够用。
怎么办？
有激光！
1916年，已经37岁的爱因斯坦博士，依然有着较为旺盛的创造力。他分析了原子模型后，发现了原子的受激辐射与自发辐射的关系。
1年后，爱因斯坦博士写了一篇名为《关于辐射的量子理论》的文章，详细阐述了他对于受激辐射的设想。
10年后，在1926年，剑桥大学的物理学家狄拉克首次通过实验证明了受激辐射的存在。
在此之后人们很长时间都在猜测，可否通过人为干预整个激发过程，来产生强度超过之前所有光源的光。
1927年，狄拉克与爱因斯坦博士在索尔维会议上相逢。那次会议，已经永载史册。而由此，关于量子，关于激光，甚至关于整个宇宙的新理解，开始萌芽。
说起索尔维会议，小火箭在这里提两点：
第一：索尔维，是比利时的化学家、学者、企业家和大慈善家。16岁的索尔维因为胸膜炎，未能完成学业，但是他不断学习，最终成为化学家。他在1865年发明的索尔维制碱法，至今仍然是人类生产苏打的重要工艺。
成为化工巨头索尔维工业的创始人之后，索尔维兄弟逐渐成为比利时乃至整个欧洲的巨富。
他们有一个理念：要把财富用于全人类的探索事业。
索尔维兄弟一生资助过大量科研事业和有志于学习和研究的人：资助极地科考活动，资助年轻但是贫困的物理学家。
当然，最有名的就是从1911年开始，索尔维召集当时全球的顶级物理学家汇聚在一起，举行的索尔维会议了。
第二：索尔维会议举办过多次，而爱因斯坦博士与狄拉克相逢的这第五次索尔维会议，最是人类群星闪耀时。
（很多研究物理的人，把下面这张照片存下来，定时拜一拜沾灵气的说。）
小火箭风格：
上图，最上面一排，从左到右：奥古斯特·皮卡尔德、亨里奥特、保罗·埃伦费斯特、爱德华·赫尔岑、西奥费·顿德尔、埃尔温·薛定谔（喵~）、维夏菲尔特、沃尔夫冈·泡利、维尔纳·海森堡、拉尔夫·福勒、莱昂·布里渊；
中间一排，从左到右：彼得·德拜、马丁·努森、威廉·劳伦斯·布拉格、亨德里克·克雷默、保罗·狄拉克、阿瑟·康普顿、路易·德布罗意、麦克斯·玻恩、尼尔斯·玻尔；
最下面一排：欧文·朗缪尔、麦克斯·普朗克、玛丽·居里、亨德里克·洛伦兹、阿尔伯特·爱因斯坦、保罗·朗之万、查尔斯·古耶、查尔斯·威耳逊、欧文·理查森。
不过，激光的理论虽然开始崭露头角，但是真正的第一次工程化实现，还是要等到第二次世界大战结束。
1958年，美国休斯公司的工程师西奥多·梅曼琢磨出了利用光源激发红宝石来产生激光的想法。
31岁的梅曼把想法提交给休斯公司高层的时候，并没有立刻获得重视。
不过，他还是秉承了休斯的精神（详见小火箭的公号报告《两次奔月！一颗传奇废弃卫星的自我救赎之路》），筹集了5万美元的费用，自己研制激光器。
一开始，梅曼采用的是电影放映机的光源。但是，怎么也无法成功。
后来，梅曼的助手查尔斯建议，用闪光灯作为激励源。
结果，一举成功！
闪光灯是好莱坞的常客。在明星走过的红毯旁边，满地的被踩碎的灯泡成为了一个时代的记忆。
1923年，好莱坞白色大标志板矗立了起来，这个标志下，有着无数光芒四射的明星。而1960年，在两个穷小子工程师的努力下，人类最亮的光源终于诞生！
公元1960年5月16日，一道红色的光束刺破了加利福尼亚州的夜空。
这个瞬间，同处加利福尼亚州的好莱坞，也变得黯淡。人类最强的光源激光，就此诞生！
原本用于给明星拍摄照片的闪光灯，被梅曼博士用来激发一块红宝石。
红宝石是一种掺有铬原子的刚玉，当红宝石受到刺激时，就会发出一种红光。
在一块表面镀上反光镜的红宝石的表面钻一个孔，使红光可以从这个孔溢出，从而产生一条相当集中的纤细红色光柱，这称为红宝石激光。
当这道光束射向某一点时，可使其达到比太阳表面还高的温度。
梅曼博士这道在加州初夏的夜晚刺破夜空的694.3纳米波长的激光，宣告着人类进入了激光时代。
接触
在1962年这一年，麻省理工学院校园内，发生了很多事情。
麻省理工学院的在读学生史蒂夫、马丁和阿兰，3人创造了 太空战 游戏。这是人类有史以来第一个视频电子游戏。
而校园中的这些超级玩家们，不仅仅把触角深入了赛博空间，还把目光望向了太空。
公元1962年，麻省理工学院的路易斯博士认为，是时候把激光对准月球了！
而此时，距离梅曼博士制造的人类第一道激光撕破加利福尼亚州的夜空仅仅过去了2年。
1962年5月9日深夜，一束波长为694.3纳米的红宝石激光射向月球。
根据分析和计算，这道光束最终在1.26秒后，射中月球的阿尔巴塔尼环形山。
红色的激光束虽然有着良好的指向性，但是在奔跑了38万公里之后，还是扩散成了直径1.6公里的光斑。
这个光斑的亮度，与上世纪60年代的小灯珠照到大厅墙壁上的亮度类似，仅比星光稍亮。
这是代表人类文明的一束光。这束光，从某种意义上来说，是人类文明的影响真正开始拓展到月球的第一步。这束光，点亮了人类迈向深邃宇宙的重要时刻。
反射
但是，这束光，要想真正对人类了解月球有所帮助，还需要跨过两个技术门槛：
1.足够的反射强度；
2.足够准确的指向性。
为了让激光束打到月球上，还能够有足够的强度反射回来，当时人类能不能做到？
在这里，咱们不妨一起计算一下：
推导过程略，这里，小火箭给出我得出的结论：
按照当时的激光器的功率（其实放到今天也是很难的），做不到！
用直径超过一米的光学接收器，也只能在单个脉冲中得到0.18个光子的反射值。
即使人类突然得到了外星科技，能够对单个光子进行捕获和测量，我们地球人也需要一个直径超过5米的没有任何瑕疵的反射镜。
类似的镜子，人类做过规模较小的，2.4米直径的，用在了锁眼系列侦察卫星上。性能稍微差一些的，在哈勃望远镜上有应用。
但是，这也是1979年的事情了。
在上世纪60年代，在1962年，人类对月球发出了第一束激光。这是具有划时代意义的，但是，尚且不能产生精确测量地月距离的足够强度的反射光。
登月
没办法了么？
当然不是。对于工程师来说，工程师精神有这么一条：
方法总比困难多那么一点点！
月球表面是凹凸不平，布满环形山的。
激光打到月球表面，产生的是漫反射，因此有效的当量反射面积较小。
从方程里看到，如果我们能够有效增加月面的反射效率，就可以在不增加激光发射器的功率和接收器的面积的前提下，大幅提升接收到的光子数量。
怎样让反射效率提高？
答：镜面反射。
人类要想用一块好的秒表和一台大功率的激光器来测量地球到月球的距离，需要的，就是一面放置在月球表面的镜子了！
上图为按真实比例绘制的从地球发射激光到月球的动图：光从地球到月球，用时1.26秒。
在1962年，人们产生了把一面镜子放到月球上的想法。
而刚好，人类真的就准备去登月了！这些事情，见《土星5号：最高最重推力最大的火箭》，本文不再赘述。
时任总统肯尼迪：
我们决定在十年内将人类送上月球。不是因为这个任务简单，而恰恰是因为她困难！
时任总统肯尼迪与火箭设计师布劳恩博士边走边聊。
有时候，大的工程能否成功，大的项目能不能留住核心的技术人员，答案在很多细节中。
公元1969年7月16日，协调世界时13点32分00秒，土星5号运载火箭托举着阿波罗11号载人登月飞船从卡纳维拉尔角39A发射场升空。
公元1969年7月20日，协调世界时20点18分04秒，人类成功登月！
我的一小步，却是人类的一大步！
上上图为第二个登上月球的人类巴兹·奥尔德林博士的脚印，上图为奥尔德林博士的照片。我们可以在他头盔的反射光中看到阿姆斯特朗。
除了插旗子，说豪言，阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林博士还真的就放了一面镜子。
这块质量为20千克的镜子，面积为1134.1平方厘米。
小火箭风格，这面镜子的具体坐标：
月面经度：东经23.47292°E；
月面纬度：北纬0.67338°N。
当月，美国利克天文台报告，收到了阿波罗11号放置在月球表面的反射镜反射的激光。（激光的波长和频率有独特性，因此可以断定。）
利克天文台因大富豪詹姆斯·利克的遗产和遗愿建立，其本人的遗体就埋葬在该天文台36英寸（0.91米）口径折射镜的基座下方。这是人类第一个建在山顶的永久性天文台，海拔1283.1米。
激光束在很远的距离内保持紧密聚焦。然而，就算是激光，也会发散。到达月球时，从地球表面发射的激光束的的直径发散为一个直径达7公里的光斑。
这个光斑，盖住了阿波罗11号载人登月飞船留在月球表面的反射镜。这个镜子将激光发射回地球。
当激光经过约2.5秒返回地球的时候，已经是一个直径20.5公里的淡得几乎不可能由肉眼识别出来的超级大光斑了。
地球上的利克天文台、麦克唐纳天文台开始用数小时的时间来收集多次激光脉冲的反射情况。
在1969年7月30日，地球的加利福尼亚州到月球表面月面经度：23.47292°；月面纬度：0.67338°这个地方的距离为：
361344017.35米±0.15米
是的！
由于激光技术和月球表面的反射镜的存在，人类对地球到月球距离的测量精度，一下子提升到了15厘米。
在1969年8月30日，时隔1个月，人类再次测量，得到数值为：
377023131.77米±0.15米
于是，人类发现了月球绕地球公转的轨道，并非一个精确的圆，而是有时离地球近，有时离地球远的椭圆。
在1969年12月30日，地球离月球的距离：
399586342.65米±0.15米
经过多次、持续的测量，我们得到了如今的教科书中常用的那个数据：
地球到月球的平均距离，约为38.44万公里。
指向
那么，问题又来了，地球到月球这么远，万一反射镜的角度安装稍有偏差，那激光岂不是要反射到遥远的不知什么地方去了？
没事，这种让光源从哪里来再反射回哪里去的技术，人类早就掌握了。
夜跑运动衣、运动鞋上面的反光条，自行车后面的反光板，内部有棱镜结构，可以让反光系统即使处在不同的角度，也能够把光线反射回原来的地方去。
在平面结构上，我们可以用上图这个呈直角的蓝色反光镜组对两组光的反射来直观解释。
平面镜的镜面反射，遵循在法线两侧，反射角等于入射角的原理。
通过两面呈90°放置的镜子，结合反射法则，就能够推导出角反射的原理。
啥？需要严格的数学推导？
好的：
上图的上半部分是平面的情况，下半部分是立体的情况（3面镜子相互成90°组成镜组。）
阿波罗11号的镜子，用了100组这样的组合。
一泓清泉给西北大漠带来了生机。泉水倒映着远处的祁连山的皑皑白雪和天空或卷或舒的白云。小火箭邢强，摄于2018年9月中国西北某地。
镜面反射，给人类带来了美景，同时也带来了了解月球的更多契机。
角反射器的使用场合比较多。上图是在内华达核试验基地一处放置的雷达角反射器锚点。
当然，能够从哪里来回哪里去的镜子组合，不仅仅只有角反射器一种。
圆、圆球也是可以的。
这里，小火箭不再用数学矢量去证明了。给出几张图应该能够解决问题：
苏联
1960年，美国休斯公司的工程师制成了人类第一台红宝石激光器。而就在同一年，在克里米亚，苏联工程师也制成了红宝石激光器。
他们同样试着向月球发射了激光束。就像小火箭在前文分析的一样，苏联工程师也认为，需要在月球表面放一面镜子才能解决测量的工程问题。
公元1970年11月10日，协调世界时14点40分01秒，一枚质子8K82K运载火箭从拜科努尔航天中心发射升空，奔向月球。
6天后，在公元1970年11月17日，协调世界时03点46分50秒，月球17号无人探月器自主登陆月球成功。
随后，人类第一辆月球车：月球车1号，从探月器顶部悠然地走下来，踏上了月球的土地。
这台质量为756千克，高1米35，长2.2米，宽1.6米的月球车，上面携带了一面734平方厘米的反射镜。
原定90天的任务时间实际上持续了322天。到1971年10月14日，月球车1号一共在月球进行了多次巡游，总行程10540米。
她拍摄了2万多张照片，对500个地点进行了土壤物理测试，在25个地点进行了土壤化学分析。总考察面积接近8万平方米。
最终，月球车1号定点在月球表面西经35.0017°W，北纬38.2378°N 的地方，成为了人类放置在月球的第二面激光反射镜。
更多
有了两面镜子，人类就有了了解月球的更多可能。
月球与地球，是潮汐锁定的状态。月球自转周期与绕地球的公转周期是一致的。这导致我们在地球表面生活的人类只能看到月球的一面。
但是，月球又有一个比较有趣的现象，就是 天平动。
虽然月球自转已经是同步锁定于绕着地球的公转，但这些轻微的摆动让地面的观测者在不同的时间能看见些许不同的月球表面。
这意味着人类在地球上能观测到59%的月球表面，而非仅仅是占月球表面50%的正面。
上图中的黄线标出的区域，是月球如果没有天平动，老老实实在天上待着的时候，地球表面的人类能够看到的区域：50%。
上图绿色部分框出来的，则是由于调皮的月球在天平动的情况下，给人类看到的部分：59%。
有了两面镜子，人类可以通过15厘米的测量精度，来详细研究月球的姿态了。
更多的镜子，逐渐上线：
公元1971年2月5日，阿波罗14号载人飞船登陆月球表面。
宇航员将一面和阿波罗11号上面同款的激光反射镜放置到了月球表面。
从此，月球上有了3面镜子，可以做大三角测量了。
小火箭风格，阿波罗14号的激光反射镜的具体坐标：
月面西经：17.471361° W ；
月面南纬：3.6453° S。
这是人类放在月球南半球的第一面镜子。
随后，由于听说苏联人要放一面更大的镜子到月球上，担心被超过的美国人，干脆让阿波罗15号带上了一块远超预期的大镜子：
面积足足有3402.2平方厘米，相当于苏联月球车能够承载的最大镜面的面积的5倍。
3402.2平方厘米是什么概念呢？
小火箭拿个日常生活中能够见到的物体做比较：
一张标准A4纸的尺寸是长297毫米，宽210毫米，因此其面积是62370平方毫米，也就是623.7平方厘米。
阿波罗15号登月飞船放到月球上的这面镜子（5面镜子中最大的），相当于5.5张A4纸。
公元1971年7月26日，协调世界时13点34分00秒，也就是在阿波罗14号载人登月飞船升空仅仅5个多月后，阿波罗15号载人登月飞船就在卡纳维拉尔角发射场由一枚崭新的土星5号运载火箭托举升空了！
阿波罗15号飞船带了一辆有人驾驶的月球车登上了月球。
这是人类第一次在月球表面驾驶车辆。
上图就是阿波罗15号载人登月飞船放置在月球表面的激光反射镜。这是人类在月球放置的第4面镜子。
小火箭风格，具体坐标为：
月面经度：东经 3.60°E；
月面纬度：北纬 26.10°N。
有了这样的激光反射镜，代入小火箭前文给出的推导结果，可知，单次发射单脉冲激光，地面可以收到5个光子的反射。
1973年1月8日，苏联工程师使用一枚质子火箭（有关该火箭的详细分析，见小火箭的公号报告《质子：苏联留给俄罗斯的运力最强的火箭》《质子火箭：空间站的建设者》）将月球车2号送入月球表面。
月球车2号上面携带的镜子和月球车1号其实是一样大的，都是734.1平方厘米。看来，当年美国工程师们想多了。
这是人类放置在月球的第5面激光反射镜，也是迄今为止，最后一面。
小火箭风格，苏联月球车2号激光反射镜的具体坐标：
月面经度：东经 30.45° E；
月面纬度：北纬 25.85° N,。
结束语
位于德国的地球-月球激光精确测量系统，依靠的依然是这5面在月球表面的激光反射镜。
戈达德太空中心的两组超大功率激光器瞄准了在绕月轨道上的一颗卫星。
嗯，人类目前已经掌握了从地面的激光器发射大功率激光命中将近40万公里远的快速移动目标的能力。
这个能力对于今后人类防止小行星撞击地球和防御外星星际舰队的入侵，都是至关重要的。
这是5个人类放置在月球表面的激光反射镜的位置示意图（精确坐标详见本文相关位置）。
这5面镜子里，阿波罗15号放置的那面最大，达到了3402.2平方厘米，因此也就最好用。
目前，从月球返回的人类激光束，有 78% 来自这一面镜子。
另有 11% 的激光反射数据，来自阿波罗11号的那面镜子。
3个阿波罗激光反射镜在月球表面构成一个硕大的三角形，3个 边长分别为1249.8公里、1100.2公里 和 969.9公里。
（小火箭注：月球的平均半径为1737.4公里。）
苏联的月球车1号和月球车2号提供的数据，分别占数据总量的0.15%和2.67%。不过，由于位置的不可替代性，这两辆月球车对人类了解月球同样是功不可没的。
通过这几十年的精确测量，人类得到了哪些认识呢？
小火箭满足你：
1. 地球到月球的平均距离，为384402公里。
2. 月球以每年3.8厘米的速度远离地球。
3. 月球晃晃悠悠地转动，表明她可能有一个巨大的液体核心。这个液体核心尺寸的甚至会占月球半径的20%。
4. 目前，人类对地月距离的测量精度，可以达到3厘米量级，并且正在努力向1厘米迈进。
这是什么概念？
小火箭类比一下，北京到上海的距离，是1069公里。我们如果有一把非常好用的直尺，以目前地月距离的测量精度来测量北京到上海的距离的话，误差不会超过0.083毫米！
5. 借助对地球唯一的天然卫星月球的超高精度测量，这几十年来，人类一直对牛顿老爷子的万有引力常数进行修正。目前，这个常数的精度，已经达到了小数点后13个零！
6. 月球到地球的距离，从35.67万公里到40.63万公里之间变动。月球从地球表面看起来的大小有着12%的变化幅度。
未来会怎样？
在2019年，人类会发射新的激光反射镜，计划定点在月球南极区域。
具体坐标为：
南纬84.9°S，东经 12.9°E。
另外，小火箭建议在月球表面上图那两个位置再布置两面激光反射镜。这个任务，我期待由中国工程师来实现。
（注：上图月球车号1 应为 月球车1号）
按地球、月球和地月距离的比例，应该是这样的：
再努力一下，一大半了。
如果地球像一个篮球那样大的话，月球就相当于一个网球，距离地球7.39米远。
这是什么概念呢？
标准篮球场的宽度是15米。我们把一个篮球作为地球放在场地正中心的话。月球就是恰好是在中场线与边线相交之处的一个网球。
近日，有关登月与人才的讨论又多了起来。
小火箭始终认为，迈入星辰大海的星际航行的任务之艰巨、使命之崇高、技术之复杂，终将会使全世界工程师紧密地团结起来，为了人类共同的理想而努力奋斗。
愿人类，无论是在哪个国家，在哪个企业，在哪个学校，都怀着迈入宇宙深空的梦想，让我们少一些纷争，多一些奋勇向前。
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当大家读到本文的时候（公元2018年10月1日），月球到地球的距离，为：
376445 公里
在公元2018年10月2日0点0分，月球到地球的距离会是：
373573公里
在今年（2018年）中秋节的深夜，月球到地球的距离曾是：
395926公里
嗯，今天的月，虽然被太阳照亮的面积只有中秋节时候的69.1%，但是的确比那时候离咱们更近一些。
预报：
10月3日0点00分，地月距离：370973公里
10月4日0点00分，地月距离：368786公里
10月5日0点00分，地月距离：367203公里
10月6日0点00分，地月距离：366438公里
10月7日0点00分，地月距离：366692公里
10月24日0点0分，地月距离：387972公里
11月11日0点0分，地月距离：395460公里
12月12日0点0分，地月距离：404784公里
12月30日0点0分，地月距离：377000公里