Tras la demostración matemática desarrollada por Johannes Kepler en 1571, las distancias desde la tierra a cualquier objeto en el espacio se miden de diferentes formas. Entre otros experimentos, la llegada del hombre a la luna permitió medir con una precisión de 3 centímetros la distancia desde la tierra en cualquier momento.

El experimento del retrorreflector láser (Laser Ranging Retroreflector -LRR- según sus siglas en inglés) se desplegó durante las misiones Apollo 11, 14 y 15. Consiste en una serie de reflectores cuadrados, un tipo especial de espejo que tiene la propiedad de reflejar siempre un rayo de luz entrante en la dirección desde la que vino. Un dispositivo similar también se incluyó en la nave espacial Lunakhod 2 de la Unión Soviética. 

Estos reflectores pueden ser iluminados por rayos láser dirigidos a través de grandes telescopios en la Tierra. El rayo láser reflejado también se observa con el telescopio, lo que proporciona una medida de la distancia de ida y vuelta entre la Tierra y la Luna. Este es el único experimento de las misiones Apollo que todavía está devolviendo datos de la Luna. 

Muchas de estas mediciones han sido realizadas por el Observatorio McDonald en Texas. De 1969 a 1985 se realizaron a tiempo parcial con el telescopio de 107 pulgadas del McDonald Observatory. Desde 1985 estas observaciones se han realizado utilizando un telescopio dedicado de 30 pulgadas. Los observatorios de Hawai, California, Francia, Australia y Alemania han realizado mediciones adicionales.

Para realizar las mediciones se utilizan rayos láser porque tienen la propiedad de permanecer estrechamente enfocados en grandes distancias. Sin embargo, hay suficiente dispersión del haz que tiene aproximadamente 7 kilómetros de diámetro cuando alcanza la Luna y 20 kilómetros de diámetro cuando regresa a la Tierra. Debido a esta señal muy débil, las observaciones se realizan durante varias horas a la vez. Al promediar la señal para este período, la distancia a la Luna se puede medir con una precisión de aproximadamente 3 centímetros (la distancia promedio de la Tierra a la Luna es de 385,000 kilómetros).

El experimento del retrorreflector de rangos láser ha producido muchas mediciones importantes. Estos incluyen un mejor conocimiento de la órbita de la Luna y la velocidad a la que la Luna está alejándose de la Tierra (actualmente 3,8 centímetros por año) y de las variaciones en la rotación de la Luna. 

Las variaciones en la rotación están relacionadas con la distribución de la masa dentro de la Luna e implican la existencia de un núcleo pequeño, con un radio de menos de 350 kilómetros, algo más pequeño que los límites impuestos por los experimentos pasivos sísmicos y magnetométricos. Estas mediciones también han mejorado nuestro conocimiento de los cambios en la velocidad de rotación de la Tierra, la precesión de su eje de giro y se han utilizado para probar la teoría de la relatividad de Einstein.

Fuente: Lunar Science and Experiment