It listens for signals from whole constellations of satellites in orbit,

軌道上にある衛星群からの信号を受信し、

and by triangulating all those signals and using a lot of maths, it works out where you are and shows you a little dot on a map.

それらの信号をすべて三角測量し、多くの計算を行うことで、自分の位置を割り出し、地図上に小さな点を表示するのです。

But how do the satellites know where they are?

でも、衛星はどうやって自分の位置を知るのですか？

There aren't any landmarks in orbit for them to refer to.

軌道上には、参考になるような目印がないです。

If satellites are in a high enough orbit, well away from the atmosphere, then they can predict their position.

人工衛星が大気圏から十分に離れた高い軌道にあれば、自分の位置を予測することができるのです。

They'll just keep orbiting in about the same path: there's no atmosphere to slow them down.

大気の影響を受けないので、ほぼ同じ軌道を回り続けることになるのです。

But that's not precise enough.

しかし、それでは精度が足りません。

There will be distortions caused by gravity from the sun and moon, or even from mountain ranges down on Earth.

太陽や月、あるいは地球上の山脈からの重力による歪みもあるです。

So maybe they could use the other satellite signals, like GPS.

GPSのような他の衛星信号を使うこともできるかもしれません。

But if they're all relying on each other, that could steadily drift apart from reality.

でも、お互いに頼り合っていたら、現実の状況からどんどん離れていく可能性があります。

Maybe they could track the stars or the features down on Earth, but that's not precise enough either.

地球上の星や地形を追跡することはできるかもしれませんが、それも十分な精度ではありません。

At some point, something down here on Earth has to look up in the sky and work out the position precisely.

ある時点で、地球上の何かが空を見上げて、正確な位置を割り出す必要があるのです。

And one of those somethings is hidden away in the countryside of southern England.

そのひとつが、南イングランドの田園地帯にひっそりと佇んでいます。

It looks like a regular observatory, but it's not looking at the stars.

普通の天文台のように見えますが、星を見ているわけではありません。

We track manmade satellites in various orbits doing various jobs.

さまざまな軌道でさまざまな仕事をしている人工衛星を追跡しています。

They all have to have special reflectors on that enables the light to be returned to us.

どれも、光を私たちに返すための特別な反射板が必要なのです。

Uh, and so we can measure the time of flight, and from the time of flight, derive the distance.

そして、飛行時間を測定し、飛行時間から距離を導き出すことができるのです。

You send out a very short pulse of laser light. You do that a thousand times a second.

非常に短いパルス状のレーザー光を照射します。それを1秒間に1,000回も行うです。

Each of those shots, because you're using such a tiny short-pulsed laser, is 10 picoseconds long, which is about 3mm.

短パルスレーザーを使っているので、1発の長さは10ピコ秒、つまり約3mmです。

That's the limitation on your precision. So each shot is about 3-4mm precision.

それが精度の限界です。ですから、一発一発の精度は3～4mm程度です。

This station works around the clock, whenever the sky is clear.

この局は24時間、空が晴れていればいつでも働きます。

That's why I'm here today: there will be some genuine observations when the clouds break, but right now, I'm not actually disrupting anything.

雲行きが怪しくなってきたら、本格的な観測が始まります。が、今はまだ、実際に何かを邪魔しているわけではありません。これは私が今日ここにいる原因です。

But it does look significantly better after dark.

しかし、日が暮れると格段に良く見えます。

Because it's a laser, it's a very specific wavelength, so you can filter, and that's what lets you work in day and night.

レーザーなので波長が決まっているので、フィルターをかけることができ、そのおかげで昼夜を問わず仕事ができるのです。

The main problem with the atmosphere is: the speed of light in a vacuum is a very well known constant.

大気に関する主な問題は、真空中の光速は非常によく知られた定数であることです。

The speed of light through the atmosphere is variable according to the mainly the pressure, but also temperature and humidity.

大気中の光の速度は、主に気圧のほか、温度や湿度によって変化します。

So we measure those things on site, as well.

そのため、現場ではそういったことも測定しています。

There's probably about 35 active stations scattered around the globe, located predominantly in the northern hemisphere, which is a slight problem from a science point of view.

世界には約35のアクティブなステーションが点在していると思われます。主に北半球に位置していますので、科学的には少し問題があります。

You'd like them evenly distributed all around the globe.

全世界に均等に配置してほしいということです。

There's a couple in Australia which are really important because they're providing a bulk of the data from southern hemisphere.

南半球のデータの大部分を提供しているオーストラリアにある2つの観測所は、とても重要です。

Ideally, we'd have a more even distribution.

理想的には、もっと均等的に配分することです。

Of course, as the light fades, there's one assumption that we've been working on throughout this video: that the earth, the ground we're standing on, doesn't move.

もちろん、光が消えていく中で、このビデオを通して、ひとつの前提があるです。それは、私たちが立っている地球は、動いていないということです。

And that's not strictly true.

それは厳密には事実ではないです。

In the early days of laser ranging, in the 60s, it was the primary method by which they were deriving those early measurements of the drift between us and North America.

レーザー測距の初期、60年代には、北アメリカとの間のドリフトを測定するための主要な方法として使われていました。

So you can see long-term trends, like the ice caps melting and the redistribution of mass from the ice caps to the equator.

そのため、氷冠の融解や、氷冠から赤道への質量の再分配など、長期的なトレンドを見ることができるのです。

All the data goes off to international databases, from all the sites all around the world.

すべてのデータは、世界中のサイトから国際的なデータベースに送られます。

Anyone, any researcher, anywhere can go and grab the international data set, the data from us, from Australia, from North America, from China, from Russia,

誰でも、どんな研究者でも、どこにいても、国際的なデータセットを手に入れることができます。私たちやオーストラリア、北米、中国、ロシアからのデータなど。

and can use that data to derive the orbits and do the research they need to do.

そのデータを使って軌道を導き出し、必要な研究を行うことができるのです。

Thanks very much to all the team at the Space Geodesy Facility. You can find out more about them and their work at the link in the description.

宇宙測地観測施設のチームの皆さん、どうもありがとうございました。彼らの仕事については、説明文のリンク先で詳しく知ることができます。