Uydu lazer ölçümü

**Uydu lazer ölçümü**  (**SLR**) jeosantrik yörüngedeki uydulara olan mesafeyi ölçme yöntemidir. Bu yöntem, lazer ile donatılmış bir gözlemevinden gönderilen çok kısa süreli ışık darbelerinden oluşur. Darbeler uyduya çarpar ve istasyon tarafından yakalanmak üzere geri yansır; istasyon bu süreçte gidiş–dönüş süresini ölçer ve bunu ışık hızı formülüyle hesaplar. Bu ölçümler anlıktır ve milimetre seviyesinde hassasiyete sahiptir; zaman içinde biriktirilerek yörüngelerin ve çok sayıda önemli bilimsel verinin hassas biçimde belirlenmesini sağlar. Bazı uydularda retroreflektörler bulunur, ancak yöntem uzay enkazı üzerinde de çalışır.

Uydu lazer ölçümü, dünya/atmosfer/okyanus sistemine ilişkin bilimsel çalışmalara önemli katkılar sağlama potansiyeli yüksek, kendini kanıtlamış bir jeodezik tekniktir. Şu anda Dünya uydusunun jeosantrik konumunu belirlemede mevcut en hassas tekniktir; bu sayede radar altimetrelerinin hassas kalibrasyonu ve uzun dönemli aletsel kaymanın, okyanus topografisindeki seküler değişimlerden ayrıştırılması mümkün olur.

Zaman içinde Dünya'nın yerçekimi alanındaki değişiklikleri ölçebilmesi ve istasyon ağının jeosenre göre hareketlerini izlemesi, bunun yanında düşey hareketleri mutlak bir sistem içinde gözlemleyebilmesi; uzun dönemli iklim değişikliğinin modellenmesi ve değerlendirilmesi açısından bu tekniği benzersiz kılar. Bunu şu yollarla yapar:

*  buzul sonrası geri tepme, levha tektoniği, deniz seviyesi ve buz hacmi değişimi için bir referans sistemi sağlayarak
*  katı yerküre, okyanus ve atmosfer sistemindeki zamana bağlı kütle yeniden dağılımını belirleyerek
*  Dünya kutup koordinatları ve gün uzunluğu değişimleri gibi Dünya yönelim parametrelerini belirleyerek
*  aktif cihazlı veya cihazsız yapay uydular için hassas yörünge belirleyerek
*  atmosferin, Güneş ısınmasının mevsimsel değişimlerine verdiği yanıtı izleyerek.

SLR, genel görelilik kuramının, özellikle de çerçeve sürüklenmesi (frame-dragging) etkisi gibi öngörülerinin doğrulanması için benzersiz bir yetenek sunar.

SLR istasyonları, VLBI, GPS, DORIS ve PRARE sistemlerini de içeren uluslararası uzay jeodezisi gözlemevleri ağının önemli bir parçasını oluşturur. Bazı kritik görevlerde SLR, diğer radyometrik izleme sistemlerinin başarısız olduğu durumlarda yedek bir güvenlik katmanı sağlamıştır.

## Tarihçe

Lazer mesafe ölçümü NASA tarafından 1964'te Beacon-B uydusunun fırlatılmasıyla ilk kez Dünya'ya yakın bir uyduya uygulanmıştır. O zamandan bu yana, bilimsel gereksinimlerin de teşvikiyle ölçüm hassasiyeti birkaç metreden birkaç milimetreye inerek bin kat iyileşmiş ve retroreflektörlerle donatılmış daha fazla uydu fırlatılmıştır.

Amerikan Apollo ve Sovyet Lunokhod uzay programlarının bir parçası olarak Ay yüzeyine birkaç retroreflektör takımı yerleştirilmiştir. Bu retroreflektörlere de düzenli olarak lazerle ölçüm yapılmakta (lunar laser ranging), böylece Dünya/Ay sisteminin dinamikleri son derece hassas biçimde belirlenmektedir.

İzleyen on yıllar içinde küresel uydu lazer ölçüm ağı, katı yerküre ile onun okyanus ve atmosfer sistemlerinin incelenmesinde güçlü bir veri kaynağına dönüşmüştür. Buna ek olarak SLR, okyanus yüzeyini haritalayan (küresel okyanus dolaşımının modellenmesinde kullanılan) uzay tabanlı radar altimetre görevleri, kıtasal buz kütlelerindeki hacimsel değişikliklerin eşlenmesi ve kara topografyası için hassas yörünge belirleme sağlar. Ayrıca, nanosaniyenin altı düzeyde küresel zaman transferine olanak tanır ve Genel Görelilik Kuramı'nın özel testleri için bir temel oluşturur.

Uluslararası Lazer Ölçüm Servisi, jeofiziksel ve jeodezik araştırma faaliyetlerini güçlendirmek amacıyla, önceki CSTG Uydu ve Lazer Ölçüm Altkomisyonu'nun yerini almak üzere küresel SLR topluluğu tarafından 1998 yılında kurulmuştur.

## Uygulamalar
SLR verileri, tüm hassas yörünge belirlemeyi destekleyen ve kütle yeniden dağılımından kaynaklanan zamansal yerçekimi değişimlerinin incelenmesine temel oluşturan, standart, son derece hassas uzun dalga boylu yerçekimi alanı referans modelini sağlamıştır. Jeoit yüksekliği, 1500&nbsp;km'den kısa uzun dalga boylarında on santimetreden daha düşük bir belirsizlikle belirlenmiştir.

SLR, jeosantrik bir referans çerçevesinde küresel ölçekte tektonik sürüklenme istasyon hareketlerini mm/yıl hassasiyetle belirler. Yerçekimi modelleri ve on yıllık Dünya dönme değişimleriyle birleştirildiğinde, bu sonuçlar Dünya iç yapısı süreçlerine ilişkin kısıtlar sağlayarak manto konveksiyonu modellerine katkıda bulunur. Hawaii'deki referans istasyonunun hızı 70&nbsp;mm/yıl'dır ve arka plan jeofizik modelinin hızını yakından tutturur.

## Uydu listesi

### Pasif uydular listesi

Yörüngeye birkaç özel lazer ölçüm uydusu yerleştirilmiştir:
*Ajisai (Deneysel Jeodezik Yük)
* BLITS
*Calsphere uyduları
* Etalon
**Kosmos 1989  
**Kosmos 2024  
*LAGEOS
**LAGEOS 1  
**LAGEOS 2, bkz. STS-52  
* LARES
**LARES 1  
**LARES 2  
* Larets
* STARSHINE
**Starshine 1, bkz. STS-96  
**Starshine 2, bkz. STS-108  
* Starlette and Stella

### Ortak uydular listesi
Bazı uydular, diğer araçlarla aynı uydu gövdesini paylaşarak lazer retroreflektörleri taşımıştır:
*Beacon Explorers (Beacon Explorer-B ve Beacon Explorer-C)
*GEOS (GEOS-1, GEOS-2, GEOS-3)
*Diadème (satellites)
*
*CHAMP
*GRACE
*GOCE
* Navigasyon uyduları
** GLONASS
** GPS (iki deneysel uydu)
** Galileo
** BeiDou
** NavIC
** QZSS
*Altimetre uyduları
** GEOS-3
** TOPEX/Poseidon
** Sentinel-3
** SARAL

## Ayrıca bakınız
* Lidar
* Lunar laser ranging
* Uydulardaki retroreflektörler
* Uzayda lazer iletişimi

## Kaynakça

## Konuyla ilgili yayınlar
* Pavlis, Erricos C.; Luceri, Vincenza; Otsubo, Toshimichi; Schreiber, Ulrich (eds) Satellite Laser Ranging *Journal of Geodesy* Cilt 93, sayı 11, Kasım 2019
*  (public domain)*
* Seeber, Günter (2003) [https://books.google.com/books?id=WgQVlzGR5GYC&pg=PA404 *Satellite Geodesy*] Walter de Gruyter  s. 404
* Kramer, Herbert J. (2002) [https://books.google.com/books?id=4JucM8bpLbEC&pg=PA131 *Observation of the Earth and Its Environment: Survey of Missions and Sensors*] Springer  s. 131–132
* Turcotte, Donald L. (ed) (1993) [https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1029/GD024  *Contributions of Space Geodesy to Geodynamics*] Washington, DC: American Geophysical Union Geodynamics Series, ISSN 0277-6669
* U.S. National Research Council (1985) [https://ntrs.nasa.gov/citations/19860002190 *Geodesy: a look to the future''] NAP s. 80–84

## Dış bağlantılar
* International Laser Ranging Service resmî sitesi
* McDonald Laser Ranging Station
* NERC Space Geodesy Facility
* Ay’daki retroreflektörler
*