網上搜什麼專家說能看見,但是真的可以嗎,為什麼沒有人拍下來?


肉眼看到人造衛星,最關鍵的還是要知道人造衛星的過境時間,最好有專業的設備,但是在特殊情況下,肉眼也是可以看見

圖註:長曝條件下觀測空間站大致是這個畫面

人的肉眼其實能看到很遠的天體,比如38萬公里外的月亮,250萬光年外的仙女座星系,在天文觀測上統一以亮等進行劃分。對於絕大部分的人類,肉眼可見的亮等為6,在6以下亮等的天體都是肉眼看見,6以上的非常暗淡,是肉眼看不見的。月球為何肉眼可見,是因為其視星等為-12,當然可以看見。

圖註:肉眼看仙女座星系大致是這麼個情景

圖註:夜空中的天狼星(左上)

肉眼看到人造衛星,那麼肯定要知道目標物體的基本情況。以國際空間站為例,其軌道高度400公里左右,目前是最大的一個人造物體,長達100米,總重量為520噸,規模是和平號空間站的4倍以上。國際空間站每天繞行15.7圈,速度為每小時2.7萬公里。觀測國際空間站有個優勢,那就是其太陽能電池板可增加被觀測到的概率。一般情況下,太陽能電池板反射的光可讓空間站亮等達到-4.5,和金星差不多,比夜空中的天狼星亮16倍。如果角度合適,空間站上的太陽能電池板可達到-8亮等,比金星還亮十幾倍,我們可以肉眼看到國際空間站電池板的反射光。

圖註:國際空間站的正弦式投影

除了國際空間站外,天宮一號、聯盟飛船、太空梭等在較好的觀測條件下,也是可以肉眼可見的。最關鍵的兩個要素是,這些人造物體較大,而且有金屬反射光。空間站每90分鐘繞地球一圈,這說明空間站不僅可以看到,還可以看多次。對於觀測空間站,由於其軌道參數固定,算好其凌日時間後,以日落後90分鐘、日出前90分鐘觀測最佳。

目前軌道上有3.5萬個軌道物體,理論上幾乎每時每刻都有軌道物體在天頂上路過,從過境的角度看,每15分鐘就有一顆衛星從你頭上正上方掠過。但是有些物體太小,無法用肉眼看到。對於空間站這樣的大型軌道物體,也是需要衛星跟蹤軟體進行輔助定位,計算出過境時間和地點。在計算過境時間時,有多個軟體可以輔助,只要輸入觀測點的經緯度,就可以計算出空間站的過境時間。

圖註:這是另一種軟體上的空間站過境時間(讀者可以自行搜索)

圖註:確定過境時間和自己所在的位置,通過一些軟體可以獲得。

圖註:過境時間和方位角要確定,這些都可以通過相關軟體實現

比如圖中觀測位置是在英國,首先我們要選擇獲得空間站的過境時間(通過衛星跟蹤功能的軟體獲得),一般情況下國際空間站划過天際只要幾分鐘的時間,因此速度要快。在空間站凌日的時間內,選擇黃昏的時候比較合適,此時太陽已經下山,但仍然可以照到軌道上的物體,反射光比較強烈,對比度強,有利於觀測。如果沒有發現不要緊,因為每隔90分鐘就會再出現一次,但此時的空間站高度要更高一些,在原來高度往上一些。

如果是非肉眼觀測,使用雙筒望遠鏡、天文望遠鏡加單反相機,那麼觀測的範圍就成倍增加了。在肉眼觀測法的基礎上,假設好相機,完全可以拍到國際空間站。圖中這張照片是有史以來地面觀測設備拍攝到的最佳空間站圖像,時間是在2007年,亞特蘭蒂斯號太空梭對接空間站,拍攝地點位於南菲爾德天文台。

圖註:業餘觀測者拍攝的空間站。

圖註:南菲爾德天文台拍攝的國際空間站,軌道高度350公里,也是迄今最清晰的地面拍攝的空間站圖像

當然,拍攝的設備價格也高,為了精確對準空間站,就需要有電動跟蹤裝置、自適應光學元件等輔助器材,這樣可以大大降低干擾,對準目標。尤其是自適應光學元件,可以補償大氣湍流的干擾。

圖註:德國TIRA合成孔徑雷達觀測到的阿特蘭蒂斯號太空梭

圖註:歐洲ATV飛船的軌道圖像,也是由合成孔徑雷達觀測。

越專業的設備觀測的精度越高,如果是地面合成孔徑雷達,那麼就涉及軍用,比如德國TIRA合成孔徑雷達,就可以拍到空間站,太空梭等。可精細化展示太空梭的結構,我們甚至可以看到這架太空梭的艙門是打開狀態。從圖中標記可以看出,這架太空梭軌道高度為650共公里,遠遠超出國際空間站高度。

綜上,肉眼觀測誤差大,對設備要求幾乎為零,可通過肉眼跟蹤實現。如果要看到更加清晰的軌道圖像,那麼就要通過設備。由於設備的視場很小,需要精確定位,那麼就要自動跟蹤裝置,還要消除大氣湍流干擾,一整套組合拳打下來價格不菲,也耗時耗錢。根據以上歐洲ATV飛船、太空梭的軌道合成孔徑雷達圖像可以看出,任何在軌道上隱藏的物體都是可以被發現的,只要知道軌道參數即可,沒有秘密可言。且業餘觀測者也可以拍到,就是圖像比較模糊一些,這也是國家隊和個人在觀測軌道物體上的區別。


理論上來說,在非常理想的情況下,肉眼可以看到極少部分人造衛星。

比如相對容易看到的有國際空間站(這個應該也算某種人造衛星吧),還有銥星閃光。

其中國際空間站過境,最亮的時候能超過-3等。天氣狀況好的話,你可以看到亮點從靠近地平處出現,然後逐漸變亮,最後逐漸變暗。

銥星則更是有可能達到-8等,天空會突然出現一個亮點,然後在很短的時間內變得更亮,然後迅速變暗並消失,持續的時間非常短。

至於人造衛星的軌跡,可以參考這裡:

http://www.heavens-above.com/?

www.heavens-above.com


在白天的確能看見人才衛星不假,不過要在天時地利的情況下才能看得見。

目前在白天用肉眼才看得見的衛星就只有兩種。其中一種是國際空間站(ISS),這也是目前最亮的衛星,在特定的情況下甚至比金星還亮。這種情況比較常見,但它那和我們看見星星一般的體積,再加上沒有誰會在白天陽光明媚的情況下注視著天空,所以發現人造衛星的人就十分之少。

第二種則是銥衛星,雖然他沒有國際空間站那麼亮,但它有十分強反光面。在某些適當的情況下,銥衛星也能反射足夠的陽光映入眼帘,不過這種情況僅僅維持幾秒長,也被稱為銥耀斑。相較於第一種,第二種顯然更罕見了。

所以說要在白天看見人造衛星不難,但要有足夠的運氣還有足夠的眼力.

國際空間站。照片來源: Spaceweather.com/UniverseToday.com.

若不想碰運氣純粹就像看一看衛星也可以通過下面NASA的官網,只要輸入自己的城市或是附近城市便能查看衛星的出現時間。

Spot The Station?

spotthestation.nasa.gov


白天是能看見人造衛星的。

首先,想要看見人造衛星,時間上來說要在清晨和傍晚,因為這個時間,天不是很亮,人造衛星反射的光很弱,衛星反射的光不易被干擾覆蓋。其次,天氣要好,最好萬里無雲。還需要觀察者有很好的視力。

同時具備這幾點,才有可能看見人造衛星。

但即使如此,你也只能看見天空中一個小小光斑在移動。

而在白天想要清晰的看見人造天體,就必須藉助特殊的手段和設備,以下圖為例,就是在短時間內曝光,然後經過一系列處理後得到的。

圖片來源: Eduardo Schaberger Poupeau


理論上是可以的,但有幾個前提條件。

時間:盡量是清早或者傍晚

天氣:晴天,萬里無雲最佳

地點:要確保在上述時間範圍內,正好有衛星路過區域上空

由於衛星距離很遠,如果晚上看的話,基本跟星星一樣,能看見在緩慢移動,那麼白天收到空氣折射,太陽光線照射角等因素,盡量找到方位後,使用高倍度望遠鏡才能看到。


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