Lunar Laser Ranging Science: Gravitational Physics and Lunar Interior and Geodesy
激光脉冲发射在月球上的后向反射器提供了非常精确的范围。分析产生关于地球、月球和轨道的信息。高度精确的后向反射器位置的不确定性小于一米。月球上的潮汐表现出强烈的耗散，一个月的Q=33 \pm 4，对周期的依赖性很弱。月球的自转取决于其内部的性质;流体核心的半径约为月球半径的20%。相对论重力测试验证了\pm 1.4 x 10^{-13}的等效原理，限制了与爱因斯坦广义相对论的偏差，并表明引力常量$\dot{G}/G$没有速率，不确定度为9 x 10^{-13} 1/年。
2004-12-11 gr-qc
Williams et al. Reply (to the Comment by Dumin on "Progress in Lunar Laser Ranging Tests of Relativistic Gravity")
引力常量G的减小，加上角动量守恒，预计会使行星半长轴a增大，因为\dot a/a=- \dot G/G。对月球激光测距数据的分析极大地限制了这种时间变化，并限制了太阳系的局部（~1 AU）尺度膨胀为\dot a/a=- \dot G/G =-（4 \pm 9）\times 10^{-13} yr^{-1}，包括宇宙学效应。
2006-12-27 gr-qc
Lunar Laser Ranging, Gravitomagnetism and Frame-Dragging
在过去的一个世纪里，爱因斯坦的广义相对论引起了实验上的胜利，然而，这个理论仍然有一些方面需要测量或更准确地测试。实验引力的主要挑战之一，以及引力波的直接探测，是精确测量物体角动量产生的引力磁场。在这里，在描述的框架拖曳和引力磁性和主要的实验，以检测这些相对论现象，我们表明，月球激光测距进行的广义相对论的基本测试不，但是，包括测量的内在引力磁场产生的角动量的一个机构。
2008-09-18 gr-qc
Lorentz Symmetry Violations from Matter-Gravity Couplings with Lunar Laser Ranging
标准模型扩展（SME）是一个有效场论框架，旨在参数化物理学所有领域中对洛伦兹对称性（LS）的任何破坏。在这封信中，我们报告了第一次直接实验测量SME系数同时进行两个部门的SME框架内使用月球激光测距观测。我们考虑的纯引力部门和经典的点质量极限的物质部门的最小SME。我们报告没有偏离广义相对论，并提出了新的现实的严格限制LS违反提高了3个数量级以前的估计。
2017-11-21 gr-qc
Constraining velocity-dependent Lorentz/CPT-violations using Lunar Laser Ranging
洛伦兹/CPT破缺的可能性，这是由统一理论的动机，可以在标准模型的扩展框架内进行系统的测试。在纯重力部分，质量维5算子在2体运动方程中产生新的洛伦兹和CPT破缺项，这些项取决于物体的相对速度。在这封信中，我们报告了新的约束15个独立的SME系数洛伦兹/CPT违规与质量尺寸5使用月球激光测距。我们在SME框架内使用1969年至2018年期间的26，000多个正常点对月球测距数据进行了全球分析。我们还进行了刀切分析，以提供现实的估计系统的不确定性。没有偏离洛伦兹/CPT对称性的报告。此外，当同时拟合的15个典型的SME系数洛伦兹/CPT违规，我们提高了三个数量级以前的后拟合约束从无线电发射机。
2020-11-12 gr-qc
Lunar Laser Ranging Science
对月球激光测距（LLR）数据的分析提供了科学结果：来自轨道的引力物理学和星历信息，来自旋转和固体潮汐的月球科学，以及地球科学。引力物理学的敏感测试包括等效原理、引力常量G随时间变化的极限和大地岁差。等效原理检验用于精确确定参数化后牛顿（PPN）参数β。月球星历表是当前和未来航天器飞行任务使用的LLR分析的产物。这种分析对诸如轨道、质量和质量等天文参数很敏感。耗散引起的半长轴速率为37.9 mm/yr，轨道经度上的相关加速度为-25.7“/cent ^2，主要由地球上的潮汐引起，月球的贡献为1%。月球自转变化对月球内部结构、物理性质和能量耗散具有敏感性。探测到了月球的二级勒夫数，k_2的精度为11%。月球潮汐耗散较强，Q值对潮汐频率的依赖性较弱。耗散数据表明，月球半径的20%左右是一个流体核。月球流体核/固体地幔边界的扁率越来越强的证据。这将是流体月球核心的独立证据。确定了四个后向反射器的月心坐标。站的位置和运动，地球自转的变化，章动和岁差的分析确定。扩大数据跨度和提高测距精度将产生更好的和新的科学成果。在月球上增加新的后向反射器或精确的有源转发器将提高科学结果的准确性。
2004-11-18 gr-qc
Comment on "The gravitomagnetic influence on gyroscopes and on the lunar orbit"
对月球运动相对论理论中规范剩余自由度的分析表明，月球激光测距（LLR）目前还不能探测重力磁效应。
2007-04-30 gr-qc
Murphy et al. Reply to the Comment by Kopeikin on "Gravitomagnetic Influence on Gyroscopes and on the Lunar Orbit"
月球激光测距分析，定期进行太阳系重心框架，需要在广义相对论预测的强度在运动方程中的重力磁项的存在。同样的术语是负责Lense Thirring效应。任何试图改变重力磁相互作用强度的尝试都必须以不破坏月球测距数据和其他观测数据的方式进行。
2007-05-03 gr-qc
Potential Capabilities of Lunar Laser Ranging for Geodesy and Relativity
月球激光测距（LLR）已经进行了35年以上，用于确定地月系统内的许多参数。这包括地面测距站和月球反射器的坐标，以及月球轨道，重力场和潮汐加速度。LLR数据分析还进行了大量的重力物理实验，如检验等效原理，寻找引力常量的时间变化，并确定了几个度量重力参数的值。这些引力物理参数对月球轨道造成长期和周期性的影响，可以用LLR检测到。此外，LLR有助于确定地球方位参数（EOP），如章动，岁差（包括相对论岁差），极移和UT1。相应的LLR EOP序列长达30年。LLR可用于实现陆地和月心参考系。相对于VLBI的运动学实现的框架，动态定义的惯性参考系的实现为相互交叉检查和确认提供了新的可能性。最后，LLR还研究了与月球内部动力学相关的过程。在这里，我们回顾LLR技术，重点是它对大地测量学和相对论的影响。我们讨论了现代观测精度和现有LLR建模的水平。我们提出了近期目标，并强调充分利用LLR的科学潜力所需的改进。
2005-12-03 gr-qc
Testing Lorentz symmetry with Lunar Laser Ranging
洛伦兹对称性破坏可以通过一个有效的场论框架来参数化，该框架包含广义相对论和称为标准模型扩展（SME）的粒子物理标准模型。我们提出了新的约束纯重力SME系数分析月球激光测距（LLR）观测。我们使用一个新的数值月球星历计算的SME框架，我们使用一组20721正常点，涵盖1969年8月至2013年12月期间进行LLR数据分析。我们强调，线性组合的SME系数，LLR数据是敏感的，而不是在以前的postfit残差分析使用LLR观测和理论依据的拟合相同。我们没有发现$\bar{s}^{TX}$在$10^{-8}$水平、$\bar{s}^{XY}$和$\bar{s}^{XZ}$在$10^{-12}$水平、$\bar{s}^{XX}-\bar{s}^{YY}$在$10^{-11}$水平以及$\bar{s}^{XX}+\bar{s}^{YY}-2\bar{s}^{ZZ}-4.5\bar{s}^{YZ}$和$10^{-9}$在$\bar{s}^{TY}+0.43\bar{s}^{TZ}$在$10^{-8}$水平的洛伦兹违背证据。我们提高了以前的限制SME系数的一个因素高达5和800相比，postfit残差分析，分别二进制mesquiars和LLR观测。
2016-10-21 gr-qc
The First Lunar Ranging Constraints on Gravity Sector SME Parameters
我们提出的第一个约束纯重力部门标准模型扩展（SME）参数使用月球激光测距（LLR）。LLR测量光在地球和月球之间的往返旅行时间。利用34年以上的LLR数据，我们在$10^{-6}$到$10^{-11}$的水平上限制了SME参数的六个独立线性组合。在LLR数据集中没有洛伦兹违反的证据。
2007-10-03 astro-ph gr-qc
Lunar Laser Ranging Tests of the Equivalence Principle
月球激光测距（LLR）实验提供了对月球轨道的精确观测，有助于广泛的科学研究。特别是，对地球和月球之间距离的高精度测量的时间序列提供了独特的信息，可以根据等效原理（EP）确定这两个天体是否以相同的速度落向太阳，尽管它们的质量，成分和引力自能不同。对精确的月球激光射程的分析继续对任何违反EP的行为提供越来越严格的限制。当前的LLR解给出了（-0.8 +/-1.3）x 10^{-13}，地球和月球的引力质量和惯性质量之比的任何可能的不等式，（m_G/m_I）_E -（m_G/m_I）_M。如此精确的结果使得引力理论可以进行其他检验。针对EP的测试，我们讨论了现有的数据和数据分析技术。LLR解决方案的鲁棒性证明了几种不同的解决方案。LLR数据分析模型的额外高精度范围和改进将进一步推进太阳系相对论引力的研究，并将继续提供等效原理的高精度测试。
2012-03-09 gr-qc
Lunar laser ranging: the millimeter challenge
自第一批阿波罗宇航员登陆月球以来，月球激光测距提供了许多最好的引力测试。向更高精度的进军一直持续到今天，现在已经进入毫米级，并有望继续改善科学成果。这篇综述介绍了该技术的关键方面，详细介绍了各种科学目标的动机，可观察性和结果，总结了当前的最新技术水平，突出了该领域的新发展，描述了建模挑战，并展望了企业的未来。
2013-09-24 astro-ph.IM gr-qc
APOLLO: the Apache Point Observatory Lunar Laser-ranging Operation: Instrument Description and First Detections
位于新墨西哥州南部的阿帕奇角天文台使用3.5米望远镜的下一代月球激光测距仪已经开始科学运行。APOLLO（阿帕奇点天文台月球激光测距操作）已经实现了一毫米的月球测距精度，这将导致大约一个数量级的精度提高的几个测试的基本性质的重力。我们简要地激发了科学目标，然后给出了一个详细的讨论阿波罗仪器。
2007-11-08 astro-ph gr-qc
Progress in Lunar Laser Ranging Tests of Relativistic Gravity
对激光到月球的距离的分析为任何违反等效原理（EP）的行为提供了越来越严格的限制;它们也使相对论引力的几个非常精确的测试成为可能。本文报道了我们最近对月球激光测距（LLR）数据的分析结果，给出了EP检验结果：Δ（M_G/M_I）_{EP} =（-1.0 +/-1.4）× 10^{-13}。这一结果得到强等价原理（SEP）检验：Δ（M_G/M_I）_{SEP} =（-2.0 +/-2.0）× 10^{-13}。此外，相应的SEP破坏参数η为（4.4 +/- 4.5）x 10^{-4}，其中η=4β-γ-3，β和γ都是参数化后牛顿（PPN）参数。利用最近Cassini对参数γ的结果，PPN参数β被确定为β-1=（1.2 +/- 1.1）x 10^{-4}。用广义相对论的相对偏差表示的大地岁差检验为K_{gp} =-0.0019 +/- 0.0064。寻找引力常量随时间变化的结果是\dot G/G=（4 +/- 9）x 10^{-13} yr^{-1}，因此没有证据表明太阳系的局部（~ 1 AU）尺度膨胀。
2004-12-29 gr-qc
Prospects in the orbital and rotational dynamics of the Moon with the advent of sub-centimeter lunar laser ranging
月球激光测距（LLR）测量对于进一步探索基础引力物理和地球物理规律至关重要。目前的LLR技术使我们能够以接近1毫米的精度测量到月球的距离。随着NASA追求将人类带回月球的愿景，将需要新的、更精确的激光测距应用，包括从地球上更多的地点进行持续跟踪，在月球上放置新的CCR阵列，并可能安装其他设备，如转发器，成功地实现这一目标，强烈要求进一步重大改进地球轨道和旋转动力学的理论模型-月球系统。这一模型必然要以广义相对论为基础，充分纳入有关的地球物理过程、月球天平动、潮汐，并应依靠国际天文学联合会的最新标准和建议进行数据分析。本文讨论了建立这种数学模型的方法和问题。该模型将考虑到月球和地球在亚厘米级轨道和旋转运动中的所有经典效应和相对论效应。新模型将使我们能够精确地将航天器导航到月球上的某个位置。它还将大大提高我们对月球内部结构和地核-地幔界面层物理相互作用性质的理解。新的理论和即将到来的毫米LLR将为我们提供在太阳系中进行广义相对论最精确的基本测试之一的方法。
2007-10-08 gr-qc
Testing for Lorentz Violation: Constraints on Standard-Model Extension Parameters via Lunar Laser Ranging
我们基于月球激光测距（LLR）数据提出了违反洛伦兹不变性的约束条件。LLR通过测量光在两个天体之间的往返行程来测量地月距离，目前精确到几厘米（总距离的$10^{11}$部分）。通过分析归档LLR数据下的标准模型扩展（SME）的框架，我们推导出六个观测约束的无量纲SME参数，描述潜在的洛伦兹破坏。我们没有发现这些参数在$10^{-6}$到$10^{-11}$水平上的洛伦兹破坏的证据。
2007-10-03 astro-ph gr-qc
The gravitomagnetic influence on Earth-orbiting spacecrafts and on the lunar orbit
引力磁场共变地分裂为{ \it内禀}和{ \it外禀}两部分，分别由物质的转动和平移电流产生。最近在LAGEOS航天器实验中发现了{ \it内禀}成分。讨论了利用激光测月技术探测{ \it外生}潮汐分量的方法。对三体问题相对论理论中规范剩余自由度的分析表明，目前LLR还不能探测几毫米量级的{ \it外生}重磁效应。它的检测需要在未来5-10年内进一步发展LLR技术。
2008-09-19 gr-qc
Lunar Laser Ranging Tests of the Equivalence Principle with the Earth and Moon
月球激光测距（LLR）实验的一个主要目标是提供对月球轨道的精确观测，为广泛的科学研究做出贡献。地球和月球之间距离的高精度测量的时间序列提供了独特的信息，用于根据等效原理（EP）确定这两个天体是否以相同的速度落向太阳，尽管它们的质量，成分和引力自能不同。当前的LLR解给出了地球和月球的引力质量和惯性质量之比$Δ(M_G/M_I)$的任何可能的不等式的$(-1.0 \pm 1.4) \times 10^{-13}$。这一结果，在弱等效原理的实验室实验相结合，产生强等效原理（SEP）测试的$Δ(M_G/M_I)_{\tt SEP} = (-2.0 \pm 2.0) \times 10^{-13}$。如此精确的结果使得引力理论可以进行其他检验。SEP测试的结果转换为$(4.4 \pm 4.5)\times10^{-4}$的相应SEP违规参数$η$的值，其中$η= 4β-γ-3$以及$γ$和$β$都是参数化后牛顿（PPN）参数。PPN参数$β$被确定为$β- 1 = (1.2 \pm 1.1) \times 10^{-4}$。针对EP的测试，我们讨论了现有的数据，并描述了建模和数据分析技术。LLR的解决方案的鲁棒性证明了几种不同的方法，在文本中。我们强调，LLR测距精度的近期改进将进一步推进太阳系相对论引力的研究，最值得注意的是，将继续提供等效原理的高精度测试。
2009-01-02 gr-qc
Modeling and Analysis of the APOLLO Lunar Laser Ranging Data
地月日系统历来是检验强等效原理的最佳实验室。十年来，阿帕奇点天文台月球激光测距行动（APOLLO）一直在提供世界上最好的月球激光测距数据。目前，一个小时左右的单次观测可以获得约2~mm的测距不确定度，比APOLLO前最好的激光测距数据提高了一个数量级。然而，这些极好的数据尚未产生与其准确性，数量和时间分布相称的科学结果。原因有二。首先，即使在地月系统相对干净的环境中，大量的影响也会对测量的距离产生重要影响，因此需要将其纳入分析模型。第二个原因更为复杂。传统的太阳能系统度量数据分析的问题是，物理模型必须被截断，以避免额外的参数，将增加估计的条件数。即使在一个不包括重力物理参数的典型阿波罗分析中，条件数也非常高：$8 \times 10^{10}$。
2016-08-16 astro-ph.IM gr-qc
Fifteen years of millimeter accuracy lunar laser ranging with APOLLO: dataset characterization
本文表征APOLLO在2006至2020年间获取的十五年毫米级月球激光测距数据，验证其中夜间距离精度达1.7毫米，可支持基础物理与月球性质研究。
2023-04-21 astro-ph.IM gr-qc
Equivalence principle violation in nonminimally coupled gravity and constraints from Lunar Laser Ranging
本文研究了非最小耦合引力理论中地月系统的动力学，指出其可能因产生第五种力和非牛顿力而破坏等效原理，并证明通过引入合适的屏蔽机制可使理论符合48年月球激光测距数据的弱等效原理约束。
2024-02-12 astro-ph.CO gr-qc
Dilaton Solutions for Laboratory Constraints and Lunar Laser Ranging
我们推导出了在单镜系统、双镜系统或球的存在下，与环境相关的非线性场论方程的近似解析解。对每个系统的一维运动方程进行积分。所得解可应用于\textit{q} BOUNCE实验、中子干涉测量、\textsc{Cannex}实验中介子场诱导的“Casimir力”的计算以及月球激光测距。它们是典型的达穆尔-波利亚科夫屏蔽机制，即偏离广义相对论的现象被稠密环境中的电子子与物质的微小直接耦合所抑制。
2022-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on SME Coefficients from Lunar Laser Ranging, Very Long Baseline Interferometry, and Asteroid Orbital Dynamics
洛伦兹对称性破坏可以通过一个包含广义相对论和粒子物理学的标准模型的有效场论框架来参数化，称为标准模型扩展或SME。在这项工作中，我们只考虑最小SME的纯引力部分。我们提出了新的限制，从月球激光测距，很长的基线干涉测量，和行星运动的中小企业系数。
2016-07-26 astro-ph.EP gr-qc hep-ph
Lunar Laser Ranging Contributions to Relativity and Geodesy
月球激光测距（LLR）用于对地球上的观测站与月球表面的激光后向反射器之间的距离进行高精度测量。多年来，LLR受益于观测技术和数据建模方面的许多改进，这导致目前拟合后残差的精度约为2 cm。目前，LLR是研究地月系统动力学的主要技术，对于引力物理学、大地测量学和月球内部研究尤其重要。LLR被用来执行等效原理的高精度测试，搜索引力常量的时间变化，并测试各种替代引力理论的预测。在大地测量学方面，LLR有助于确定地球方位参数，如章动、岁差（包括相对论岁差）、极移和UT1，特别是这些效应的长期变化。LLR有助于实现地球和月心参考系。相对于VLBI的运动学实现的框架，动态定义的惯性参考系的实现为相互交叉检查和确认提供了新的可能性。最后，LLR还研究了与月球内部动力学相关的过程。在这里，我们回顾了LLR技术，重点是它对相对论的影响，并展望了进一步的应用，例如在大地测量。我们目前的结果，我们专门的研究，调查LLR数据的相对论量的敏感性。我们讨论了目前的观测情况和水平的LLR建模实施日期。我们还讨论了充分利用LLR的科学潜力所需的改进。
2005-09-28 gr-qc
Testing nonlocal gravity with Lunar Laser Ranging
我们研究了月球激光测距对$|\dot{G}|/G$的限制对“非局域引力”的影响，即对包含红外相关非局域项的量子有效引力作用模型的影响，如我们小组提出的“RR”和“RT”模型，以及E-W模型。我们详细阐述了Barreira等人的分析。[1]，我们证实了他们的发现（在合理的假设下，例如不存在来自非线性结构的强反作用），排除了RR模型。我们还表明，该机制的“完美的免费筛选”建议的DW模型实际上并不工作，DW模型也被排除。相比之下，RT模型通过了所有现象学的一致性测试，仍然是一个可行的候选者。
2018-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing the equivalence principle with lunar laser ranging residuals from different planetary and lunar ephemerides
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；China University of Geosciences（中国地质大学）；Yangtze University（长江大学）
本研究利用月球激光测距残差检验等效原理，开发独立数据处理框架，比较三种历表结果，均与零一致，提供透明且独立的检验方法。
2026-09-15 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Corner-cube retro-reflector instrument for advanced lunar laser ranging
月球激光测距（LLR）为我们了解月球内部结构和地月系统动力学做出了重大贡献。由于最近地面激光测距设备的改进，目前的LLR测量精度受到目前在月球表面上的回射器的限制，回射器是小角隅棱镜阵列。由于月球的天平动，这些阵列的表面一般不会直接指向地球。这种效应导致到达时间的分散，因为包括后向反射器的每个立方体与地球的距离略有不同，导致测距精度降低。因此，单个宽孔径隅角棱镜可以具有明显的优势。此外，经过近40年的成功运行，目前在月球上的后向反射器阵列开始显示出性能下降;因此，它们产生的返回信号仍然有用，但要弱得多。因此，需要在月球表面安装新的明亮仪器，以继续进行精密的LLR测量。我们开发了一种新的后向反射器设计，以实现先进的LLR操作。它是基于一个单一的，中空的角隅棱镜与一个大口径的初步热，机械和光学设计和分析已经进行。新仪器将能够在单脉冲中达到1毫米的地月距离精度，同时受到月球表面存在的显着热变化的影响，并且将具有低质量以允许机器人部署。在这里，我们报告我们的设计结果和仪器开发工作。
2012-11-01 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Spatial variation of fundamental couplings and Lunar Laser Ranging
如果自然界的基本常数在宇宙空间中有变化，那么一般来说，在空间中会有具有优先方向的额外力，这违反了等效原理。我们表明，毫米精度的阿帕奇点天文台月球激光测距操作提供了一个非常敏感的探测这种变化，有能力检测夸克质量和强相互作用尺度之间的比率的宇宙梯度与梯度的水平ln（m_quark/Lambda_QCD）~ 2.6 x 10^-6 Glyr^-1，这与Webb等人最近报道的测量结果所提出的宇宙梯度相当。我们还指出了目前计划改进的等效原理的能力在δ g/g < 10^-17的水平上进行测试，以探测类似的宇宙梯度。
2011-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Extending Science from Lunar Laser Ranging
月球激光测距（LLR）实验已经积累了50年的距离数据，提高了从地面站到月球表面激光后向反射器阵列（LRA）的精度。未来十年提供了几个机会，通过部署下一代单角立方体月球后向反射器和有源激光转发器，在数据精度方面取得新的突破。这有可能扩大LLR台站网络。月球动力学模型和分析工具有可能改进和充分利用毫米级LLR数据所允许的长时间基线和精度。一些模型的局限性概述了未来的努力。差分观测技术将有助于减轻一些主要的限制因素，并达到前所未有的准确性。这种观测和技术可能有助于探测了解地月系统和月球深部内部动力学所需的几个微妙特征。LLR模型的改进将影响多学科领域，包括月球和行星科学、地球科学、基础物理学、天体力学和星历表。
2020-08-21 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Equivalence of Active and Passive Gravitational Mass Tested with Lunar Laser Ranging
该研究利用数十年月球激光测距数据，检验铝和铁的主动与被动引力质量等价性，将$m_a/m_p$偏差限值提升至$3.9\cdot10^{-14}$。
2022-12-19 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Millimeter Laser Ranging to the Moon: a comprehensive theoretical model for advanced data analysis
月球激光测距（LLR）测量对于进一步探索月球轨道的演变历史、基础引力物理学、月球物理学和地球物理学定律以及未来的人类月球任务至关重要。目前的LLR技术测量到月球的距离，精度接近1毫米，这强烈要求进一步显着改进地球-月球系统的轨道和旋转动力学的理论模型。这一模型必然要以广义相对论理论为基础，充分纳入相关的地球物理/月球物理过程，并依赖于国际天文学联合会最新的标准，以便使我们有机会以稳健和物理上适当的方式在太阳系中进行最精确的广义相对论基本检验。讨论了建立这种数学模型的新方法和新途径。
2009-02-20 gr-qc
Fifteen years of millimeter accuracy lunar laser ranging with APOLLO: data reduction and calibration
本文介绍 APOLLO 十五年毫米级月球激光测距的数据归算与 ACS 校准方法，将系统误差降至1毫米以下，并开放2006—2020年全部标准点数据。
2023-04-21 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Will it be possible to measure intrinsic gravitomagnetism with Lunar Laser Ranging?
本文主要探讨利用激光测月技术测量旋转地球的内禀重力磁场对月球轨道运动的影响的可能性。预期的改进，它应推动在测量地月范围的精度到毫米级;目前的均方根（RMS）重建月球轨道的径向分量的精度约为2厘米;其谐波项可以确定在毫米级。目前测量月球岁差速率的不确定度约为每年10^-1毫角秒。在一个轨道周期内平均得到的伦兹-蒂林长期岁差中，地球自转角动量引起的月球交点和近地点的岁差为每年10^-3毫角秒，产生的横向和法向位移为每年10^-1-10^-2厘米。在径向上，只有一个短周期的振荡，即在一个轨道旋转上的非平均振荡，振幅为10^-5 m。主要的限制还来自于由经典起源的轨道扰动引起的一些系统误差，例如，由太阳和月球扁率引起的长期岁差，其错误建模部分比Lense-Thirring信号大几倍。本分析也适用于由Dvali、Gabadadze和Porrati（DGP）提出的多维膜世界模型所引起的Lue-Starkman近地点岁差;实际上，它的岁差约为每年5 × 10^-3毫角秒。
2009-02-12 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Inspiralling Binary merger parameter reconstruction with lunar and satellite Laser Ranging
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
本研究构建框架利用月球激光测距和双卫星测距构型重建旋近大质量双黑洞的啁啾质量与光度距离，发现单基线存在光度距离简并问题，多基线可破解该问题，为低频引力波探测提供了测距方案的参数重建依据。
2026-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological and lunar laser ranging constraints on evolving dark energy in a nonminimally coupled curvature-matter gravity model
Istituto per le Applicazioni del Calcolo, CNR（意大利国家研究委员会计算应用研究所）；INFN - Laboratori Nazionali di Frascati (LNF)（意大利国家核物理研究所弗拉斯卡蒂国家实验室）；Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto（波尔图大学理学院物理与天文系）；Centro de Física das Universidades do Minho e do Porto（米尼奥大学和波尔图大学物理中心）；Universitá di Camerino（卡梅里诺大学）；Al-Farabi Kazakh National University（阿里-法拉比哈萨克国立大学）；ICRANet（国际相对论天体物理中心网络）
本文研究了非最小耦合曲率-物质引力模型中暗能量的动态行为，利用宇宙学数据和月球激光测距数据约束模型参数，发现暗能量演化与DESI结果相似。
2026-04-09 astro-ph.CO gr-qc
Space tests of the strong equivalence principle: BepiColombo and the Sun-Earth Lagrangian points opportunity
广义相对论的有效性，在100年后，得到了坚实的实验证据的支持。然而，人们对通过其他实验来推动精度极限很感兴趣。在这里，我们把注意力集中在等价原则，特别是强形式。地面实验和月球激光测距的结果提供了模拟强等效原理偏差的诺德维特参数η的最佳上限。其不确定度目前为σ[η] =4.4 $\times$ $10^{-4}$。在本文的第一部分，我们将描述实验，以测量η，这将是由未来的使命BepiColombo完成。η的预期精密度为$\approx$ $10^{-5}$。在第二部分中，我们将考虑地球和在日地拉格朗日点附近轨道运行的航天器之间的距离，以获得η的独立测量。在这种情况下，我们预测的约束类似于月球激光测距。
2017-02-09 gr-qc
Timing calibration of the APOLLO experiment
阿帕奇点天文台月球激光测距行动（APOLLO）于2006年开始对月球进行毫米精度的测距。到目前为止，由于地月距离计算模型的厘米级缺陷，以及APOLLO缺乏内部计时校准系统，APOLLO系统距离精度的全面验证还不可能。在这里，我们报告的系统，使原位校准的时间响应的APOLLO装置，同时与月球范围测量的发展。该系统于2016年8月安装。初步结果表明，APOLLO系统可以提供毫米级精度的月球距离测量。
2017-07-01 astro-ph.IM gr-qc
Design and optimization of dihedral angle offsets for the next generation lunar retro-reflectors
月球激光测距（LLR）到阿波罗后向反射器，这是测试广义相对论理论的最持久的实验，在过去四十年中一直在运作。目前，随着地面观测条件的显著改善，LLR精度的瓶颈在于回复反射器。基于NASA最近的月球项目，已经提出并实施了具有预定二面角偏移的新一代大孔径后向反射器，以将其测距不确定性降低到小于1.0 mm。该技术依赖于后向反射器相对于地面LLR观测站（LLRO）偏移其相对角速度的能力，从而可以在保证LLR精度的同时，增加波束反射面积。在部署中，基于阿波罗11号和15号阵列的经验成功的固体角隅反射器（CCR）已被选为下一代月球反射器（NGLR），因为它们对月球上的热量和灰尘问题的稳定性。在这项工作中，我们提出了在设计新的回射器的光学效果给定的各种设置的预期的diheral角偏移（DAO），并支持的设计原则与测量的两个制造NGLR。
2020-12-24 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Lunar Laser Ranging constraints on nonminimally coupled dark energy and standard sirens
在暗能量模型中，标量场$ϕ$耦合到形式为$e^{-2Q (ϕ-ϕ_0)/M_{\rm pl}}R$的Ricci标量$R$，其中$Q$是耦合常数，$ϕ_0$是当今的$ϕ$值，$M_{\rm pl}$是约化的普朗克质量，我们研究了最近的月球激光测距（LLR）实验如何从引力耦合的时间变化对非最小耦合施加约束。除了负责宇宙加速的光标量的潜力，我们考虑到立方伽利略项，以抑制在宇宙的过密度区域的第五力。即使标量-物质相互作用被Vainshtein机制屏蔽，宇宙学背景场$ϕ$引起的引力耦合的时间变化在太阳系中仍然存在。对于一个小的伽利略耦合常数$β_3$，存在一个动力学驱动的$ϕ$ -物质主导的时代（$ϕ$ MDE）宇宙加速之前。在这种情况下，我们从LLR约束中获得严格的上限$Q \le 3.4 \times 10^{-3}$。对于没有$ϕ$ MDE的大$β_3$，耦合$Q$不是特别有界的，但是宇宙学Vainshtein屏蔽强烈地抑制了$ϕ$的时间变化，使得暗能量状态方程$w_{\rm DE}$在高红移处达到接近$-1$的值。我们研究了引力波与引力的非最小耦合引起的修正引力波传播，证明了在LLR约束下，引力波与光度距离之差在红移范围$0<z<100$内不超过$10^{-5}$量级.在暗能量模型中，万施泰因机制通过标量导数自相互作用起作用，很难从标准塞壬的观测中探测到非最小耦合的特征。
2020-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
High-Power AM-CW Lunar Laser Ranging as a $μ$Hz SGWB Detector
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（喷气推进实验室，加州理工学院）
高功率调幅连续波月球激光测距通过测量地球-月球轨道漂移，在0.85μHz共振处实现独立定量随机引力波背景探测，五年内可达7.08×10⁻⁸灵敏度。
2026-09-09 astro-ph.IM gr-qc
Numerical Methods for Scalar Field Dark Energy in Table-top Experiments and Lunar Laser Ranging
针对环境依赖的伸缩子暗能量场数值求解困难的问题，提出精确解基准、重参数化方法和非均匀有限差分算法，可推广至其他标量-张量理论，适用于多类暗能量探测实验。
2024-01-29 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
High-Precision Lunar Corner-Cube Retroreflectors: A Wave-Optics Perspective
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
本文通过二维傅里叶光学模型研究高精度月球直角立方反射器，探讨了孔径大小与像散角偏移的强耦合关系，指出空心硅碳反射器在1064nm波长下具有更优的光子回传性能和质量优势。
2025-10-29 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Laser Interferometer Lunar Antenna (LILA): Advancing the U.S. Priorities in Gravitational-wave and Lunar Science
本文提出在月球上建造激光干涉仪月球天线LILA，利用月球环境填补0.1-10 Hz中频段引力波观测空白，推动多信使天体物理与基础物理研究，并深化对月球深部内部结构的探测。
2025-08-15 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A New Application of the Lunar Laser Retroreflectors: Searching for the "Local" Hubble Expansion
20世纪70年代早期开始的月球激光测距（LLR）对地月距离的精确测量，对大地测量学、天体物理学和月球行星学做出了重大贡献，也使天体物理学家能够对相对论性引力场理论（广义相对论）进行几次精细的测试。然而，LLR的另一个有前途的应用出现在最近的宇宙学模型的背景下，其动力学基本上受到均匀分布在空间中的某些类型的暗物质（或所谓的“暗能量“）的影响，因此，在任何空间尺度上，特别是在地月系统中，都应该伴随着一些剩余的哈勃膨胀。“局部”哈勃膨胀可以通过比较LLR测量的月球半长轴的增加率（这应该是由众所周知的地球和月球之间的角动量潮汐交换和局部哈勃膨胀产生的）与间接从地球自转减速的天体测量数据（仅由潮汐相互作用产生）得出的相同数量来揭示。这样的分析确实指出了1.3厘米/年的差异，这对应于当地的哈勃常数H_0^（loc）= 33 +/- 5（km/s）/Mpc。这个值比星系际尺度下的小两倍，但比早期理论工作中预测的要大很多个数量级。
2003-02-28 astro-ph gr-qc physics.space-ph
