ในการวัดระยะหรือความยาวของสิ่งต่างๆบนโลก หากสิ่งนั้นไม่ได้ยาวมาก ก็พอจะใช้ไม้บรรทัดวัดได้ แต่ถ้าเป็นการวัดที่ยาวออกไปเช่นวัดความยาวของถนน แน่นอนว่าไม้บรรทัดไม่สามารถวัดได้ เราก็ต้องเปลี่ยนมาใช้ตลับเมตรหรือไม่ก็เทปวัดระยะแทน

แล้วถ้าเป็นการวัดระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์ละ เราจะวัดอย่างไร แน่นอนว่าเราคงใช้ตลับเมตรไม่ได้ เพราะคงไม่มีใครถือตลับเมตรแล้วลากมันจากโลกไปถึงดวงจันทร์ เราจึงต้องนำความรู้เรื่องฟิสิกส์กลศาสตร์เป็นเครื่องมือ

เรารู้ว่าแสงเดินทางด้วยอัตราเร็วคงที่ คือ 299,792,458 เมตรต่อวินาที ไม่ว่ามันจะเคลื่อนที่ผ่านอะไร ไกลแค่ไหนความเร็วของแสงมันก็จะยังคงเท่าเดิม และเราก็รู้ว่าแสงมันมีคุณสมบัติในการสะท้อน ดังนั้นหากเราเอากระจกหรืออะไรสักอย่างไปวางไว้บนดวงจันทร์ แล้วฉายแสงจากโลกไปกระทบกระจกนั้นเพื่อให้มันสะท้อนมายังโลก แล้วเราก็จับเวลาตั้งแต่วินาทีแรกที่เราฉายแสงไปจนถึงเวลาที่เราเห็นแสงนั้นกลับมาเราก็จะสามารถใช้สมการทางฟิสิกส์คำนวณหาระยะห่างได้

เรารู้ว่าความเร็วของสิ่งใดๆ แปลผันตรงกับระยะทางที่มันเคลื่อนที่ และเราก็รู้ว่าเวลาที่วัตถุใช้ในการเคลื่อนที่นั้นแปลผกผันกับความเร็ว กล่าวคือยิ่งระยะทางสั้นยิ่งเคลื่อนที่มาถึงเร็ว ยิ่งระยะทางยาวยิ่งเคลื่อนที่มาถึงช้า และยิ่งใช้เวลาเคลื่อนที่นานความเร็วยิ่งน้อย ยิ่งใช้เวลาเคลื่อนที่น้อยความเร็วก็จะยิ่งมากดังนั้นเราจะได้สมการ

v = s/t

โดยที่ v คือความเร็ว
          s คือระยะทาง
          t คือเวลา

NASA ได้ทำการทดลองวัดระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์ โดยได้นำกระจกสะท้อนแสงเลเซอร์ ติดไปกับยานอวกาศที่โคจรรอบดวงจันทร์ที่ชื่อว่า Lunar Reconnaissance Orbiter หรือ LRO เพื่อวัดระยะห่างจากโลกถึงดวงจันทร์

NASA ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดใหญ่บนโลก ยิ่งเลเซอร์ออกไปกระทบกับกระจกสะท้อนแสงบนยาน LRO แล้วจับเวลาตั้งแต่ยิ่งเลเซอร์ออกไปจนถึงเวลาที่เห็นเลเซอร์สะท้อนกลับ ผลการจับเวลาพบว่าเลเซอร์ใช้เวลาในการเดินทางจากโลกถึงยาน LRO แล้วสะท้อนกลับมายังโลก 2.5 วินาที นั่นหมายความว่ามันใช้เวลาขาไป 1.25 วินาที และขากลับอีก 1.25 วินาที ดังนั้นเราจะคำนวณหาระยะห่างของโลกกับดวงจันทร์ได้แล้วโดยใช้สมการข้างต้น

จาก v = s/t
จะได้ 299,792,458 = s/1.25
จะได้ s = 299,792,458 × 1.25
         s = 374,740,573 เมตร
         s = 374,749.573 กิโลเมตร

ดังนั้นเราก็จะทราบแล้วว่าดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลก 374,749.573 กิโลเมตร

นอกจากนี้ NASA ยังได้ทำการทดลองซ้ำหลายปี จนทำให้ทราบว่าดวงจันทร์เคลื่อนออกห่างจากโลกทุกปี ปีละ 3.8 เซนติเมตร


ภาพ NASA ทำการทดลองยิงเลเซอร์ไปกระทบกระจกสะท้อนแสงบนยาน LRO

ข้อมูลจาก NASA : https://www.nasa.gov/missions/laser-beams-reflected-between-earth-and-moon-boost-science/