運用這種方法原則上很簡單,但要注意基線不能太短。那麼三角形仙就變得瘦長。這樣的圖形按比例縮小後畫到紙上就很難畫準,因此測量的準確程度就會降低。同樣,即使不用作圖法,兩個角度隻要測得稍許有些偏差,計算結果就會造成很大的示準確性。
測量“天燈”的方法,其實也一樣。我們隻要在地麵上選定一條很長的基線,量出它的長度,並在它的兩端插上標杆,然後用“天燈”作為目標代替上麵的街燈,再按同樣的辦法測出兩個角度,就可以得到這盞天燈的距離了。
曆史上,人們正是這樣做的。首先用三角法測定月球距離的是法國天文學家拉卡伊和他的學生拉朗德拉卡伊年輕時曾打算做一名羅馬天主教教士,因而鑽研神學。不過,他對數學和天文學的興趣又超過了神學,最後終於成為出色的天文學家。拉朗德隻比他的這位老師小19歲,他青年時研究過法律,當時他恰好住在一所天文台附近,這喚起了他對天文學的強烈興趣。因此,他學完了法律,卻沒有去當律師。他同樣成了一位有作為的天文學家。
在柏林和好望角同時觀測月亮1752年,19歲的拉朗德來到柏林,他的老師拉卡伊當時正在非洲南端的好望角。這兩個地方差不多處在同一經度圈上,緯度則相差財有餘。他們同時在這兩個地方進行觀測,首次用三角法來測定月亮的距離,他們之間的基線比地球的半徑還要長。代表好望角。夜幕降臨,月亮從地平線上越升越高。當它到達最高點時。這時,容易在8點(柏林)測量出月亮財的天頂距(即離開頭頂方向的角度),它用表示;同樣容易在6點(好望角)測出財的天頂距乙。圓弧說的度數是知道的,它正是柏林與好望角兩地間的緯度差,這個數值也正好是放兄1這個角度的大小。
拉卡伊和拉朗德計算的結果是月亮與地球之間的平均距離大約為地球半徑的60倍,這和現代測定的數值很相近。
這兩位學者的其他事跡,也很有趣。拉卡伊在好望角期間編製一份巨大的南天星表,命名了14個南天星座,它們填補了南天星座尚存的全部空缺。它們的名稱一直沿用至今。這位拉卡伊雖然很窮,但還是有求必應地把星圖的副本分送給每個索取者。他為了製作星圖和星表而拚命工作,耗盡了他的精力,嚴重損害了他的健康,死時還不到50歲。
他的學生拉朗德卻很長壽,活了75歲。拉朗德於63歲時(1795年)受任巴黎天文台台長。他編了一份包含47000顆恒星的星表。其中有一顆編為21185號的星,後來查明是離太陽第三近的恒星,它的名字現在就稱為拉朗德21185。它也就是11095735,隻有半人馬座。星和巴納德星才比它離我們近些。拉朗德還是一位很了不起的天文知識普及專家,狄德羅百科全書中的全部天文條目都出自於他的手筆。
雷達測月和激光測月用三角法測量得到的地月平均距離為384400千米。這已經是非常精確的數字了。但是,天文學家們並不滿足。雷達測月便是從本世紀50年代後期開始發展起來的新方法。雷達技術是人類探索太陽係天體的卓有成效的新手段。雷達測月的方法很直截了當。如圖13所示,在地球上的某天文台4向月亮發出一個無線電脈衝,並記下發出脈衝的時刻卜;這個脈衝訊號到達月球上的5點後,又反射回4點,記下接收到返回訊號的時刻。電波傳播的速度就是光的傳播速度,這便是在仙兩點之間往返一次的長度再經過一些推算,便可以進而定出月亮中心到地球中心的距離了。
早在1946年,就有人首次試用雷達測量地球到月球的距離。第一次成功的雷達測月還是1957年的事。20年來這種方法取得了很大的進展。係統測量得知,地月平均距離為384402千米,其誤差不超過1千米。目前國際天文學界共同采用的地月平均距離則為384401千米。
激光的發明為整個科學技術領域提供了強大的新武器。1960年,第一台紅寶石激光器問世,從此激光技術便飛速向前發展。這使天文學家獲得了將雷達天文學擴展到光學階段的可能。在測量月地距離時,人們用光雷達代替無線電雷達,這便是現在很受推崇和注意的激光測月工作。由於激光的方向性極好,光束非常集中,單色性極強,因此它的回波很容易與其他來源的光(例如背景太陽光)區分開來,所以激光測月的精度遠較雷達測月為高。激光測定月球的距離,可以準確到幾十厘米。
最初成功地接收到來自月麵的激光脈衝回波是在1962年,它為激光測月拉開了序幕。7年之後,1969年7月美國的阿波羅11號宇宙飛船第一次將兩位宇航員送上月球,他們在月麵上安放了第一個供激光測距用的光學後向反射器組件。它的大小是46厘米見方,上麵裝著100個石英製成的後向反射器,每個直徑為3.8厘米。這種反射器實際上是一個四麵體棱鏡。它有一種奇妙的特性:當一束光以任何角度投向第四個麵時,它依次經過另外3個直角麵反射後,最後從第四個麵射出,而且壯射方向嚴格地與人射方向平行,因此,反射光將嚴格地沿著原方向返回發射站。這樣,利用麵積很小的反射器組件就可以在地球上接收到從月球返回的激光回波,而且波形也不會變寬,可以獲得極高的測量精度。1969年8月1日,美國裏克天文台首次接收到月麵後向反射器送回的強回波汛號,由此測定的距離精確度已高達7米。目前在月球上共安放5個後向反射器組件。近年來的測月精確度已經達到了8厘米左右。