天狼星是夜空中最亮的恒星 肉眼看来,星空中最亮的恒星是

肉眼能否看到人造卫星?这是一个十分有趣的话题,很多人认为这里涉及到肉眼能看多远的问题,但这其实不是首要问题 。肉眼看到人造卫星,最要害的还是要知道人造卫星的过境时间,最好有专业的设备,但是在特殊情况下,肉眼也是能够看见的,今日这篇文章就科普一下肉眼看到人造卫星的几个要素,以及怎么找到空间站等人造物体 。
图注:长曝条件下观测空间站大致是这个画面
目标物体的情况
人的肉眼其实能看到很远的天体,比如38万公里外的月亮,250万光年外的仙女座星系,在地理观测上一致以亮等进行区分 。对于绝大部分的人类,肉眼可见的亮等为6,在6以下亮等的天体都是肉眼看见,6以上的十分昏暗,是肉眼看不见的 。月球为何肉眼可见,是因为其视星等为-12,当然能够看见 。
图注:肉眼看仙女座星系大致是这么个情景
图注:夜空中的天狼星(左上)
肉眼看到人工卫星,那么肯定要知道目标物体的基本情况 。以国际空间站为例,其轨迹高度400公里左右,目前是最大的一个人工物体,长达100米,总重量为520吨,规划是和平号空间站的4倍以上 。国际空间站每天绕行15.7圈,速度为每小时2.7万公里 。观测国际空间站有个优势,那就是其太阳能电池板可增加被观测到的概率 。一般情况下,太阳能电池板反射的光可让空间站亮等达到-4.5,和金星差不多,比夜空中的天狼星亮16倍 。如果视点适宜,空间站上的太阳能电池板可达到-8亮等,比金星还亮十几倍,我们可以肉眼看到国际空间站电池板的反射光 。
图注:国际空间站的正弦式投影
【天狼星是夜空中最亮的恒星 肉眼看来,星空中最亮的恒星是】除了国际空间站外,天宫一号、联盟飞船航天飞机等在较好的观测条件下,也是可以肉眼可见的 。最关键的两个要素是,这些人造物体较大,而且有金属反射光 。空间站每90分钟绕地球一圈,这说明空间站不仅可以看到,还可以看多次 。对于观测空间站,由于其轨道参数固定,算好其凌日时间后,以日落后90分钟、日出前90分钟观测最佳 。
计算出过境时间和地点
目前轨道上有3.5万个轨道物体,理论上几乎每时每刻都有轨道物体在天顶上路过,从过境的角度看,每15分钟就有一颗卫星从你头上正上方掠过 。但是有些物体太小,无法用肉眼看到 。对于空间站这样的大型轨道物体,也是需要卫星跟踪软件进行辅助定位,计算出过境时间和地点 。在计算过境时间时,有多个软件可以辅助,只要输入观测点的经纬度,就可以计算出空间站的过境时间 。
图注:这是另一种软件上的空间站过境时间(读者可以自行搜索)

天狼星是夜空中最亮的恒星 肉眼看来,星空中最亮的恒星是

文章插图
图注:确定过境时间和自己所在的位置,通过一些软件可以获得 。
图注:过境时间和方位角要确定,这些都可以通过相关软件实现
比如图中观测位置是在英国,首先我们要选择获得空间站的过境时间(通过卫星跟踪功能的软件获得),一般情况下国际空间站划过天际只要几分钟的时间,因此速度要快 。在空间站凌日的时间内,选择黄昏的时候比较合适,此时太阳已经下山,但仍然可以照到轨道上的物体,反射光比较强烈,对比度强,有利于观测 。如果没有发现不要紧,因为每隔90分钟就会再出现一次,但此时的空间站高度要更高一些,在原来高度往上一些 。
非肉眼观测
如果是非肉眼观测,使用双筒望远镜、天文望远镜加单反相机,那么观测的范围就成倍增加了 。在肉眼观测法的基础上,假设好相机,完全可以拍到国际空间站 。图中这张照片是有史以来地面观测设备拍摄到的最佳空间站图像,时间是在2007年,亚特兰蒂斯号航天飞机对接空间站,拍摄地点位于南菲尔德天文台 。
图注:业余观测者拍摄的空间站 。
图注:南菲尔德天文台拍摄的国际空间站,轨道高度350公里,也是迄今最清晰的地面拍摄的空间站图像
当然,拍摄的设备价格也高,为了精确对准空间站,就需要有电动跟踪装置、自适应光学元件等辅助器材,这样可以大大降低干扰,对准目标 。尤其是自适应光学元件,可以补偿大气湍流的干扰 。
图注:德国TIRA合成孔径雷达观测到的阿特兰蒂斯号航天飞机
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