其實關於如何測量地球和月亮之間的距離，我想大多數人都能想到一個辦法，那就是用”光“來測量。事實上，也確實是如此操作的。

只不過，由於地球和月球之間的距離很遙遠，用普通的鏡子和普通的光都是不行的，需要一些特殊的裝置，而且還要能裝到月球上。

那具體是如何操作的呢？這還要從“阿波羅11號”登月說起，這是人類第一次登月，並且阿姆斯特朗在登月後說的“自己一小步，人類一大步”成為廣大人民群眾記憶最深刻的一句話。但是阿姆斯特朗他們不僅僅是去登月的，他們還有很多其他的任務，比如：採集月球表面的岩石標本等等。這些任務當中，就包含了一項特殊的任務，這個任務要求他們把月球鐳射測距實驗的一起放置在月球上，這其中包括了一臺鐳射測距反射鏡陣列和被動式月震儀。

但僅僅憑藉這一臺，測出來的資料一定會有很大的誤差。因此，隨後的幾次登月中，“阿波羅14號”和“阿波羅15號”也都留置在月球上的一臺復歸反射器，美國航天局希望以此來增加測量的精度。

但這還沒有完，不光是美國宇航局在忙會這個事，其實當時的蘇聯也在想辦法測量地月距離，他們因為沒有載人登月的能力，所以，改變了方略，採用的是送無人駕駛的蘇聯月球車1號和月球車2號登月，這兩輛月球車也攜帶了較小的陣列。

所以，美國宇航局和蘇聯一共在月球上放置了5個測量點，雖然其中月球車1號的訊號不穩定，但是月球車2號及美國航天局的那三臺儀器都正常運轉，所以基本上可以保證實驗的精度。

在月球上放好了裝置，那就可以開始進行測距了。美國Lick天文臺在1969年8月1日起，就又開始成功觀測到了自於“阿波羅11號”反射器的鐳射測距回波訊號。除此之外，McDonald天文臺也觀測到了。除了美國的實驗室，法國和日本的天文臺也相繼觀測到回波資料。

而“阿波羅15號”安裝完畢後，義大利的天文臺，南非的天文臺，包括我國雲南天文臺也都接收到了回波訊號，並且都做到了誤差盡在釐米的級別。

不過，相信你一定納悶，這些光難道不會跑散，或者在大氣層被拐跑麼？

實際上，確實是有可能的，因此，為了能夠觀測到。科學家是把具有高度同向性脈衝鐳射束射向月表的反射鏡陣列，利用反射鏡把光沿原發射方向返回地面的測距站。透過計算傳送和接收的時間間隔，以及光速，就可以計算出地月之間的距離。

為了能夠保證成功，就拿“阿波羅15號”的反射鏡陣列來說，僅僅0.3平方米的面積內，就佈滿了140個多角反射鏡。

其次，確實光子在穿過大氣層時，會在途中受到很多幹擾，比如：地磁場就會干擾。甚至還有可能有宇宙中引力波的影響等等。所以，到達月球表面再反射回來的光子其實很少很少，每做10次，能有一個回來的光子就謝天謝地了。為了保證測量實驗的精度，科學家使用了目前精度最高的原子鐘來計時，並且科學家花了幾十年時間，積攢了大量的光子資料，並用這些引數測算出了月球的軌道。

你可能要問，為啥要搞得這麼麻煩，就為了測量地球和月球之間的距離？其實這還是把問題想得太簡單。測量地月之間的距離其實有很重大的意義。我們來列舉一些：

科學家透過分析逐年的資料發i西安，月球正在遠離地球，具體來說是，每年平均3.8釐米的速率在加速遠離。月球可能有液態的核心。萬有引力十分為穩定，從1969年至今，牛頓重力常數G變化極其微小。月球軌道精確度是在愛因斯坦廣義相對論所預測的範圍內的。

所以，看上去雖然只是一個測距，實際上可以幫助我們檢驗很多物理學理論，也能夠幫我們增進對於月球自身的瞭解。其實何止測距要檢驗物理學理論，曾經宇航員登陸月球時，還在做自由落體運動。你看連這麼基礎的實驗，就還在登月任務上去做，除了教育意義之外，其實本質上還是在檢驗基礎物理學理論是不是足夠堅實。

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未來我們國家可能會上馬一個天琴計劃，雖然天琴計劃的主要任務是探測引力波，但它同時也會測量地月之間的距離，或許到那個時候，我們還能夠獲取到更加精確地月距離的相關資料。

古時候人們基本上都是用角度測量工具獲得地球

測月地距離的方法有多種，早已被前人所採用。目前我估計是採用向月球發射強鐳射束的方法來測定較為先進，且準確度也高；因為鐳射的單向傳播效能很好的緣故。既便於發射，又易於接收，操作起來也方便。 7.9.10：29.

鐳射測距，或無線電波測距。發射鐳射束向月面距地球的最近點，收到反回光束，可以得到光束所耗用時長。時間，速度便得到兩點之距。

古代人們很早之前就測量過地球和月球之間的距離。最早測量的人，叫做伊巴谷。也就是出生在今天的土耳其的以前時代。發明了一種器械，一個木杆上面有一個擋板還有小孔。然後根據擋板和小孔的距離，可以算出被測物體的大小以及兩個天體之間的距離。

而現代科學家進行的測量，一般是用鐳射作為儀器。它是將鐳射束射向月球表面的反射鏡，是由登上月球的人放置的。然後利用光的反射這一原理，再透過計算到達地球表面的時間前後相差，從而計算出地球和月球之間的距離。一般情況下，紅寶石鐳射用的比較頻繁。

也就是在多年裡，人類登月之後放了很多的反射鏡。然後透過鐳射，可以來進行精確的測量，現在的測量已經可以達到毫米的級別。其中地球分為近地點和遠地點，月球距離近地點三十六萬三千三百千米，遠地點是四十萬五千千米。

這個問題早在40年前就解決了

月球距離地球平均為384401公里，月球軌道呈橢圓形，近地點平均距離為363300公里，遠地點平均距離為405500公里。 　　是用鐳射測距的。30年前，阿波羅-11飛船的航天員留在月球表面的一臺儀器至今還在向地球提供科學資料。反射器由100個稱為角立方體的熔融矽塊在46cm×46cm的鋁鈑上拼接而成。每個角立方體的直徑為3.8cm。反射器把來自地面的鐳射束反射回發射源，以便測量鐳射脈衝 來回的時間。除阿波羅-11留下的這臺鐳射測距儀外，月球表面還有另外3臺測距儀，其中2臺是後續的阿波羅登月航天員留下的；另一臺是法國製造，由前蘇聯的月球-2無人登月器帶去的，這些測距儀上的反射器都是對著地球的。地球上向月球發射一束鐳射，由月球上的鐳射反射器將鐳射反射，再由地球上接收，計算鐳射來回走的時間，計算出地球－月球之間的距離。

測量月球和地球的距離有很多方法，現給大家介紹四種方法。

方法一。數學方法和物理學方法的結合。在地球上，利用小孔成像，我們可以得到月亮所成的像的直徑(刻度尺測量)，在已知月亮直徑、像的直徑、小孔與光屏之間的距離的情況下，利用三角形相似，就可以求出月亮到地球之間的距離了，而且精確程度還較高。

方法二，利用鐳射測距儀。在月球上安裝一塊大型平面鏡，在地球上記錄從發出鐳射到接收到反光鏡反射鐳射所用的時間。利用公式S=Ⅴt/2就可以計算月亮到地球的距離了。誤差產生的原因是鐳射在真空中和空氣中傳播速度有差別。

方法三，人類已經登月，可以利用電磁波傳播所用的時間來計算。在地球上發射電磁波，記錄地球上儀器接收到電磁波所用的時間就可以了。誤差產生的原因，電磁波的強度和電磁波傳播介質的密度。

方法四。利用萬有引力的計算公式。F=Kⅹm1m2/r^2，已知月球繞地球轉動的角速度。在已知萬有引力、地球質量和月球質量的情況下，計算出月球與地球之間的距離就可以了。這種方法的精確程度較高。

參考一下吧。

甭管怎麼測出來多少距離，要想載人登月做夢。火箭

地球到月球的平均距離是384,400千米 。月球離地球近地點距離 為 35.7萬 千米

(就是地表到月表);距離地球最遠的遠地點距離為40.6萬千米(就是加上月球與地球的直徑)。

月球是離我們地球最近的星球。平常月亮距離地球大概是40多萬公里，由於月球環繞地球執行是一個以一個軸心為主的橢圓形的軌道，因此，月球距離地球最遠比最近時多5萬公里。同樣是滿月，月球距離地球最近比最遠時，月亮的視直徑大14%，視面積大30%。

月光從月球傳到地球的時間只要1.3秒，也就是說只眨了下眼的功夫。可是這麼短的時間，它的路程卻有38萬多千米。並且月球軌道以3.8cm/a的速度向外偏移，也就是以每年3.8釐米的速度遠離地球而去。

古人測量地球到月球的方法：

古人最早測量地月距是透過肉眼觀察進行大概的測量，最早測定月地距離的人是伊巴谷，其在公元前180年左右出生於小亞細亞，也就是今天的土耳其。

伊巴谷發明了一種“瞄準器”，一根約兩米長的木杆上，有溝槽可容一個擋板在其中滑動，在木杆的一端豎立一塊有小孔的板，人眼從小孔中觀察星體，同時滑動擋板，使它剛好遮住目標。根據擋板與小孔之間的距離及擋板的寬度，就可以算出被測物體的相對大小，或星空中兩點的視距離。

他還發明瞭一種星盤，可以測天體的方位和高度。人們還傳說他製作過一個天球儀，刻在上面的恆星數目比他列在星表上的還多。還是讓我們欣賞伊巴谷是如何測量日、月、地三天體的距離的。

他觀測了一次日食，同埃拉托色尼一樣，他也需要兩個地點的觀測資料。在土耳其附近，人們看到了日全食;而在經度接近而緯度不同的亞歷山大城，只能看到日偏食，月球最大遮住了太陽的4/5。

由此，他推算出了月球的視差，他也將太陽光處理為平行照射到地球上。他的計算結果是，月球直徑是地球的三分之一，月地距離是地球半徑的60.5倍。第一個資料偏大了一點，對於第二個資料，按照現在的測量結果，月地距離是地球半徑的60.34倍。由於埃拉托色尼已經給出了地球半徑的資料，於是伊巴谷得到了月地距離的真實資料。

讓我們替伊巴谷算一下：38400×60.5/(2×3.14)=37萬千米。現代的月地距離資料是38萬千米。2100多年前的祖先，手持木杆，單憑一雙肉眼，就得到如此準確的資料，面對這樣的結果，我們後人實在是沒有什麼可驕傲的，我們發明出來的令人眼花繚亂的“先進”技術，只是反映出我們理性思考的貧乏和虛弱罷了。

伊巴谷的太陽資料誤差較大，主要還是受阿里斯塔克的資料影響。伊巴谷算出的太陽直徑是地球直徑的12倍多，而實際太陽直徑超出地球達百倍之多;他的日地距離是地球半徑的2500倍，而實際是兩萬多倍。

科學家測量地球到月球的距離的方法：

1、三角法

比如說地球在春分點和秋分點時分別觀測一顆恆星對地球的角度，然後以公轉軌道半徑為基線，算出它距地球的距離

對於較近的天體(500光年以內)採用三角法測距。

500--10萬光年的天體採用光度法確定距離。10萬光年以外天文學家找到了造父變星作為標準，可達5億光年的範圍。

更遠的距離是用觀測到的紅移量，依據哈勃定理推算出來的。

月球是距離我們最近的天體，天文學家們想了很多的辦法測量它的遠近，但都沒有得到滿意的結果。科學的測量直到18世紀(1715年至1753年)才由法國天文學家拉卡伊(N.L.Lacaille)和他的學生拉朗德(Larand)用三角視差法得以實現。他們的結果是月球與地球之間的平均距離大約為地球半徑的60倍，這與現代測定的數值(384401千米)很接近。

2、光譜在天文研究中的應用

人類一直想了解天體的物理、化學性狀。這種願望只有在光譜分析應用於天文後才成為可能並由此而導致了天體物理學的誕生和發展。透過光譜分析可以：(1)確定天體的化學組成;(2)確定恆星的溫度;(3)確定恆星的壓力;(4)測定恆星的磁場;(5)確定天體的視向速度和自轉等等。

3、鐳射測量

雷達技術誕生後，人們又用雷達測定月球距離。鐳射技術問世後，人們利用鐳射的方向性好，光束集中，單色性強等特點來測量月球的距離。測量精度可以達到釐米量級。

列如：

用鐳射測距儀測量從地球到月球的距離。鐳射的傳播速度為3×108m/s，在鐳射從地球發射到月球后再反射回地球的過程中，所需時間為2.56s，求地球到月球的距離。

s=v.t/2=3乘10的8次方乘2.56/2=384000000米=38.4萬

科學家們所用的這種精細測量地月距離的新裝置叫做“阿帕奇月球鐳射測量儀”(英文簡稱APPOLLO，和“阿波羅”同名)。為了達到期望的精度，來往於地月之間的鐳射脈衝計時精度必須達到幾皮秒(1皮秒等於百億分之一秒)的水準。由於光速是已知的，因此透過測量鐳射脈衝在地月之間(準確地說是在“阿帕奇月球鐳射測量儀”和安放在月球表面的反射陣列之間)往來的時間就可以求得兩點之間的精確距離。

〔宇宙定律〕

一 、物質的電磁力{吸引力}{反推力}

物質存在電磁力，同一種物質介質相互吸引，不是同一種物質介質相互推。多的物質會把少的物質推成圓球，因為兩種物質都在推，而且同一種物質任何一點推力都一樣大。推力又稱為反推力反推力是很均勻的力。被推成球型的物質任何一點向外發出推力都一樣大，但兩種物質的反推力不一定是一樣大。又因兩種物質都在使勁推少的物質被迫成圓球。圓球是物質組成的不是空的所以有個球面稱為圓球面。圓球面所受到的反推力越往球中心力線越密承受的推力越多。因圓球面任何一點都承受來自各個方向的力必然有一條力線經過球心垂直於球心，所以從球面到球心越往中心垂直力線越密越多所受到反推力也越大。故而球心所承受的反推力最大。故而越遠離球心所承受的反推力越小越少。

只要中心有物質壓力重力的天體，它的最外層表層必須是球形（圓球），天體的球面如果變成方形……中心不但沒有物質壓力而且重力也不存在。

二、光聚焦 能量聚焦、熱能量聚焦、正負（反）能量聚焦

光與一切物質同在充滿整個物質世界。太陽、恆星、一切星系是光聚焦取得能量，只有光永遠聚焦才能永遠發光發熱。我們看到的會發光發熱的星星、星系、恆星、太陽、行星中心，行星的衛星中心、地球中心、小行星中心、慧星中心、都是光聚焦的中心。 星星、星系、恆星、太陽、行星的外面外層都有一個圓球面可以光聚焦到中心。圓球面是平凸透鏡、凹凸透鏡, 只要形成平凸透鏡、凹凸透鏡就可以光聚焦。

光聚焦……光是用不完的迴圈的。

三、對環流層{上層與下層對環流}

自轉與公轉運動的動力層，宇宙間天體的公轉自轉都是有對環流層推動帶動運動的。同一個星球自轉有對環流層推動自轉……公轉有對環流層帶動運動，自轉與公轉運動是二個環流層，二個對環流層不是在同一個中心上的。沒有大氣層或有大氣層大氣只對流不進行對環流的星球（孤獨行星、流浪行星）、行星、小行星、行星的衛星是一定不會自轉的。

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【真實的宇宙形態結構】

宇宙是時間無限空間無涯物質有限世界。空間存在著一個一個大型的物質世界它們是沒有相連被真空隔離。各個物質世界都遵循同樣的物理規律，我們生活在其中一個大型物質世界裡。

我們的大型物質世界最多最外層的物質緊緊的吸引在一起它的外型是可以任何形態。它把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個大圓球都有一個圓球面及一箇中心，我們就在其中一個大圓球面裡面。這個大圓球內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心，其中一個大圓球就是我們的圓球……………………總星系。總星系有一個圓球面及一箇中心。在總星系圓球面內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心。其中一個大圓球就是我們的圓球銀河系它有一個圓球面及一箇中心。銀河系內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心，其中一個大圓球就是我們的圓球太陽系它有一個圓球面及一箇中心，太陽系內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心，其中一個就是地球系（包括月球），地球是中心它的圓球面在月球之外，地球氣態圓球面內的最多氣態物質又把月球及其他各種各樣不相混合的氣態物質反推成一個一個圓球。

這些大大小小從大到小的圓球剛剛形成光‘就聚焦在它們的中心點上使中心發光發熱，太陽、行星中心、銀河系中心、總星系中心、星系中心、恆星都是有光聚焦才發光發熱的。因光聚焦在中心點上發光發熱就會發生對流 對環流。每一箇中心點上有一組或多組對環流層，接近中心的對環流層可帶動中心轉動自轉，遠離中心的對環流層可推動天體、星系、恆星、物體、物質、行星等等繞中心公轉。月球有氣態層只有區域性的對流沒有對環流所以沒有自轉只有公轉，月球公轉是地球最外面的一組對環流層推動月球繞地球公轉的……其它行星的衛星公轉類同。靠近地殼的對環流層(有對流層與中間層組成交替環流）帶動地球自轉其他行星自轉類同。地球月球在同一個圓球面內被太陽系的對環流層推動繞太陽公轉的其他行星公轉類同。太陽系圓球面內全部行星被銀河系的對環流層推動繞銀河系中心公轉的其他恆星系公轉類同。銀河系圓球面內的恆星系被總星系的對環流層推動繞總星系中心公轉的其他星系仙女系公轉類同。總星系圓球面內的星系被更大的對環流層推動繞更大的中心公轉。就這樣以此類推外面外層到底有多少層次我不敢下決定…… 根據天文文明可能有三十六層。我們是被套在圓球內從最大的圓球一直到最小的圓球……大圓球套比它小的圓球。就這樣圓球中有圓球，我們是被幾十層的圓球套著。

月亮距離我們有多遠？很多朋友都知道是38萬公里左右，其實這個數字是地月距離的大概平均值，遠的時候月亮會距離我們在40.5萬公里以上，近的時候則只有36萬公里多，遠近的差別在4萬公里以上，而且由於月球一直圍繞地球執行，所以距離也在一直的變化中，很難測量出地月之間的精確距離。

不過近期有多家國內媒體報道，我國“天琴計劃”在地月距離的測量上取得新突破，“天琴計劃”本來是一個針對空間引力波的探測計劃，旨在透過引力波探測進行天文學、宇宙學及基礎物理前沿研究。但是該計劃涉及到了空間距離的精確測量技術，而且對該項技術的要求特別高，因此也催生了諸如地月距離測量這樣的科研成果。

“天琴計劃”是由中科院院士、中山大學校長羅俊提出並主持的，他計劃於2035年前後在約10萬公里高的地球軌道上，部署三顆引力波探測衛星構成邊長約為17萬公里的等邊三角形編隊，建成空間引力波探測天文臺，以此開展以引力波探測為主的空間基礎科學前沿研究，首顆衛星天琴一號已經於一年前成功發射，目前正在太空中正常執行。

從2015年開始，“天琴計劃”科研團隊就啟動了地月鐳射測距任務，該技術涵蓋了大型望遠鏡、脈衝鐳射器、單光子探測、自動控制、空間軌道等多個學科領域。該計劃技術負責人葉賢基介紹，透過與中國科學院雲南天文臺合作，升級昆明的衛星鐳射測距系統，於2018年1月22日首次測出了地月的實際距離。

之後“天琴”團隊又啟動珠海測距臺站建設專案，於2019年6月首次測得地月距離，在隨後的幾個月裡，該團隊測到了月面上所有的五面反射鏡的回波訊號，測出國內最準的地月距離，精度達到國際先進水平，該技術的穩定性和成熟性進一步得到確認。

（不知為何，媒體並未給出天琴團隊測量的具體地月距離資料，目前已知月球與地球的近地點距離約363300千米，遠地點距離約405493千米，平均距離約384400千米）

↑地月之間的平均距離可以放下八大行星。

不過以天琴計劃所具備的測量技術，地月之間的距離要比千米級精確得多，而且地域距離測量，其實只是天琴計劃技術專案中捎帶實現的一項小技術小成果，據天琴中心的韓西達工程師介紹，地月鐳射測距技術也是對將來天琴計劃鐳射測距任務的鍛鍊，它將為未來發射的天琴衛星提供釐米級精度的定位，在天琴引力波測量衛星進入軌道之後，該技術還要使天琴衛星達到毫米級的精準定位，使得三顆天琴衛星保持全同步執行，距離毫釐不差，以追求引力波測量的更高精確度。

想一想，太空中三顆距離相隔達17萬公里的衛星，相互間的距離精確到毫米，而且執行時該距離還會分毫不差，這該是多麼逆天的定位技術！如果實現如此精確的航天器入軌定位，那麼屆時我國的這項技術或將堪稱世界第一。

參考資料：

《澎湃新聞》5月26日文章《厲害了！“天琴計劃”又立新功，測出國內最準地月距離》

2000多年前古希臘人就用幾何法測出了地球到月亮的距離（詳細大家可上網查詢），當時測出的地月距離是41萬千米，而現在測出的地月平均距離38萬千米，看看誤差有多大？後來有陸續出現一些方法，都有較大地誤差，直到1969年7月21日阿婆羅11號登月，在月亮表面放置了第一臺角反射器，人類才比較精確地測出地月距離，以後又安置了四個，能準確到什麼程度？反正根據測量發現月亮每年遠離地球3.8cm。

據說，登月的宇航員還沒返回，地面的測量站就利用鐳射測出了地月距離。而我國直到2019年6月8日向月亮發射鐳射後才被接收到，並最終經歷五個月時間，觀測到月亮上全部五個角反射器反射的訊號。

角反射器類似於腳踏車的尾燈，大家都有經驗，夜晚行車，不管汽車燈從哪個方向照射腳踏車尾燈，尾燈都能反方向將燈光反射回去，這是因為尾燈是由許多組三個相互垂直的平面鏡組成，根據光學知識不難證明，從任意方向射向平面鏡的光線，經三個相互垂直的平面鏡的三次反射後的出射光線，一定與入射光線平行且方向相反。角反射器也是這樣，因此，只要我們向角反射器發射光線，並記錄光線由發出到接受到的時間，而光速已知，根據公式s＝vt就可計算出地月距離。這似乎是用一個手電筒就能完成的任務，其實，問題遠沒這麼簡單。普通的手電筒發出的光在傳播過程中受大氣層的阻擋，會很快消失，有人觀察幾百米就看不到了。照射月亮，可以說是有去無回，完成這樣的任務只能使用鐳射。現在普通人都能擁有鐳射，但真正能測量地月距離的的國家就有限的幾個，所以，測量地月距離對鐳射技術也有很高的要求。