Светятся ли спутники. Видно ли не вооруженным глазом в ясную ночь искусственные спутники Земли
Текст
Артём Лучко
Когда разговоры заходят об МКС, мало кто задумывается, что она ближе, чем кажется. Благодаря её размерам и постоянной орбите большинство людей на нашей планете могут увидеть международную станцию невооружённым глазом. Вполне возможно, что вы уже видели её и раньше, но не знали об этом.
МКС пролетает мимо нас несколько раз в день, но видимой она становится при совпадении нескольких факторов. МКС освещается солнцем, а во время пролёта на определённом отрезке она отражает солнечный свет точно так же, как, например, Луна. Чтобы с Земли увидеть МКС, необходимо оказаться в правильном положении относительно Солнца и наблюдаемого объекта. Мы собрали несколько рекомендаций, которые помогут вам отследить станцию на небе самостоятельно.
Spot The Station
Один из самых простых способов проследить за МКС - это подписаться на рассылку сайта NASA Spot The Station , созданного специально для энтузиастов вроде нас с вами. В разделе Sign Up for Alerts выберите страну, город и введите свой e-mail. Отметьте, какие пролёты вы будете отслеживать - утренние, вечерние или все. После подтверждения регистрации каждый раз за 12 часов перед предстоящим пролётом станции NASA будет оповещать вас по e-mail.
МКС всегда пролетает с запада на восток. Конечно, станция не такая зрелищная, как Звезда Смерти из Star Wars, - она, скорее, похожа на очень яркую и невероятно быстро движущуюся звезду. Белый объект по мере движения становится оранжевым, заходя в тень Земли, пока совсем не исчезает из поля зрения. Чтобы увидеть станцию, поставьте себе оповещение на телефон, выйдите в нужный момент на улицу и внимательно вглядитесь в небо над горизонтом на западе.
Международная космическая станция, первый модуль которой был запущен в 1998 году, в настоящий момент является самым большим сооружением в космосе. Вместе с фермами солнечных батарей МКС имеет длину 72 м, ширину 108 м и высоту 20 м, а по площади она сравнима с футбольным полем.
Такая громадина, являющаяся лабораторией, фабрикой, полигоном и домом для членов экипажа, движется по орбите Земли между 330 и 410 км со средней скоростью 27 724 км/ч и делает 15,7 оборота вокруг планеты в день. Отражая солнечный свет, станция весьма заметна даже с расстояния во многие сотни километров и порой, пересекая небосклон, она «вспыхивает» ярче любой звезды. Поэтому зачастую наблюдатели не раз принимали МКС за НЛО.
Онлайн-инструменты
В Сети есть множество ресурсов об МКС, а также твиттер-аккаунты, например, @twisst и @virtualastro , которые помогают определить время пролёта станции. Но наиболее удобный и популярный сайт, на котором можно найти информацию о точном времени, конкретном участке неба, яркости объекта, - это Heavens-above.com
На его главной странице можно увидеть схему с изображением Земли и пролетающей вокруг неё космической станции, которая в режиме реального времени отображает местоположение МКС.
В верхнем правом углу вы можете выбрать язык, а также координаты, откуда будете вести наблюдение. Для этого вам нужно кликнуть на ссылку Unspecified , вбить в строке поиска свой населённый пункт и подвинуть красный значок максимально близко к конкретному месту, где вы находитесь. После этого нажмите кнопку «Применить» и выберите в разделе «Спутники» МКС. Вы увидите таблицу с данными о пролётах станции в последующие 10 дней.
Вся информация в таблице может показаться сложнее, чем есть на самом деле. Первый пункт - это максимальная яркость станции в звёздных величинах. Следом указаны время, когда МКС появится в поле зрения (с точностью до секунды), её высота над горизонтом (в градусах) и азимут, где З означает запад, а ЮЗ - юго-запад и так далее. Далее идут три столбца с данными о моменте, когда станция выше всего поднимается над горизонтом (время, когда это произойдёт, высота и часть горизонта). В следующих трёх столбцах указаны аналогичные данные для конца видимости.
Кликнув на каждую из дат в таблице, вы сможете посмотреть траекторию полёта МКС на звёздном небе. Если вы хорошо ориентируетесь в звёздах, вы сможете точно настроить на этом участке неба фотоаппарат, чтобы запечатлеть пролёт.
В рамках обзора особенностей наблюдения за искусственными спутниками Земли, в предыдущей статье мы остановились на обзоре передового искусственного спутника Земли - МКС предыдущей статье мы остановились на обзоре передового искусственного спутника Земли - МКС - Международной космической станции, узнали как можно наблюдать за полетом МКС.
Главное, что необходимо для наблюдения за искусственными спутниками, - это хорошее зрение и прогноз, указывающий их прохождение над различными точками планеты. Разумеется, при помощи бинокля или телескопа можно разглядеть детали и объекты, недоступные невооруженному глазу. В бинокль 7x50 (то есть бинокль с объективами диаметром 50 мм, обеспечивающий семикратное увеличение) уже можно наблюдать объекты звездной величиной от 8 до 9 при неподвижной атмосфере на очень темном небе.
Обладателям телескопа диаметром 114 мм, доступны даже искусственные спутники 10-11 звездной величины, то есть гораздо меньшей яркости. При некотором опыте можно научиться «следить» за спутником вручную, но все становится проще при использовании часового мотора, соединенного с компьютером, куда введены координаты спутника. В продаже есть замечательные программы, в которых можно найти данные о сотнях искусственных спутников с низкой орбитой; благодаря этим программам часовой мотор телескопа легко следует за ними в автоматическом режиме.
Сколько искусственных спутников доступно для наблюдения?
Независимо от места наблюдения в любой час суток над горизонтом расположены сотни искусственных спутников. Однако лишь несколько дюжин легкодоступны для наблюдения при благоприятных условиях освещения.
Российские корабли «Союз» (или их грузовая версия «Прогресс») также находятся среди искусственных объектов, потенциально доступных для наблюдения с Земли. «Союз» и «Прогресс» при благоприятных условиях освещения достигают звездной величины 1, а в обычных условиях превышают величину 3. Таким образом, их видно невооруженным глазом, правда, лишь как светящиеся точки. Чтобы рассмотреть какие-нибудь детали, вы можете сначала уточнить условия видимости «Союзов» в дни непосредственно после запуска, а затем воспользоваться вашим телескопом.
Как правило, невооруженным глазом можно увидеть один-два объекта каждые полчаса; при использовании телескопа, подобного вашему, их число возрастает до 10. Самые яркие искусственные спутники перечислены на сайте n2yo.com/satellites/7cH . Этот сайт содержит в основном техническую информацию на английском языке, но при некотором опыте вы сможете добывать на нем наиболее важные сведения и ориентироваться среди данных, касающихся разных спутников.
О фотогеничности. Как и другие небесные объекты, искусственные спутники могут быть сфотографированы через телескоп. Некоторые любители астрономии, к примеру, имеют превосходные фотографии станции «Мир», сделанные до ее гибели в атмосфере, и Международной космической станции. На этих снимках можно рассмотреть даже различные лаборатории станций.
И «мусор» тоже есть. С помощью телескопа можно увидеть свыше 10000 объектов космического мусора, летящего по околоземной орбите. Как правило, это части ракет, применявшихся для запуска спутника, или космической станции, которые остались на орбите после использования. Встречаются также фрагменты взорвавшихся ракет или выведенные из эксплуатации спутники. Вычислить орбиты этих объектов и их местоположение очень сложно. Тем не менее крупнейшие космические агентства обладают такой информацией и используют ее для того, чтобы избегать столкновений с действующими спутниками или Международной космической станцией.
Что и как можно увидеть в поисках спутников?
Обычно искусственный спутник выглядит на небе как медленно движущаяся звездочка. У этого правила, однако, есть множество исключений. Некоторые искусственные спутники, например, меняют свою яркость как раз в момент прохождения над точкой наблюдения. Обычно это вызвано изменением условий освещения, иногда производящим очень зрелищные эффекты. Опять-таки все зависит от высоты спутника над Землей, от его размеров и от характеристик его поверхности (в частности, отражающей способности).
Расстояние. Наиболее яркие спутники, видимые невооруженным глазом, чаще всего являются и самыми быстродвижущимися, поскольку они находятся на низких орбитах и, следовательно, расположены -ближе к наблюдателю. Для наблюдения за гораздо более удаленными геостационарными спутниками, напротив, почти всегда необходим телескоп. Во время прохождения по небосводу большая Часть спутников изменяет свою яркость более чем на одну звездную величину (за исключением спутников «Иридиум», но некоторые из них могут исчезать полностью, попадая в конус земной тени, и затем появляться вновь. Расстояние от спутника до наблюдателя называется «рейндж» и измеряется в километрах или милях. Обычно, чем выше значение рейнджа, тем слабее виден спутник. Рейндж зависит от высоты орбиты над Землей, а также от ее наклонения к земному горизонту. Спутник с очень высокой орбитой,проходящий через зенит (то есть находящийся над головой наблюдателя), может иметь рейндж меньше, чем спутник на более низкой, но более наклоненной орбите, которая привела его в положение низко над горизонтом. В этом случае спутник, находящийся на более высокой орбите, будет более ярким, чем спутник, расположенный на меньшей высоте.
Определяющим для яркости спутника является его размер. Чем больше спутник, тем ярче он сияет, поскольку тем больше поверхность, способная отражать солнечный свет. Эту поверхность обозначают термином «Radar Cross Section» .
Характеристики поверхности. Искусственный с путник с поверхностью, обладающей высокой отражающей способностью, очевидно, будет казаться более ярким. С течением времени его поверхность помутнеет, и этот спутник изменит значение яркости, возможно, даже на одну звездную величину. Напротив, слабоотражающая поверхность при разрушении может стать более яркой и лучше отражать свет. Другим важным параметром является наличие некоторых функциональных частей спутника, таких как солнечные панели или цилиндрические антенны, часто действующие как зеркала. Эти надстройки могут вызвать эффект «вспышки» длительностью в несколько секунд (иногда предсказуемой заранее), резко увеличивающей яркость объекта на несколько звездных величин.
Последним фактором, который необходимо иметь в виду при определении яркости искусственного спутника, является угол падения солнечных лучей. Как и в случае с Луной, они могут освещать объект более или менее прямо и полно.
Вспышка в космосе. В 1997 году в космос были запущены первые спутники серии «Иридиум» , предназначенные для нового типа сотовой связи. Изначально планировалось, что их будет 77, это объясняет и название Iridium (химический элемент с атомным числом 77). Но в результате было запущено 95, из которых 72 еще эксплуатируются. Размещенные на полярных орбитах спутники должны были гарантировать связь из любой точки земного шара с любой точкой планеты. Сегодня абонентов этой сети десятки тысяч, но этот сервис не достиг запланированного успеха.
Суперантенны. Размеры спутников серии «Иридиум» сравнительно невелики. В длину они достигают 4 м. и, помимо солнечных батарей, имеют три главные антенны длиной 188 см и шириной 86 см. Эти антенны обладают великолепной отражающей способностью. Именно они придают спутникам «Иридиум» уникальную характеристику, которая позволяет выделить эти спутники в особую категорию, привлекающую тысячи любителей астрономических наблюдений. Дело в том, что они появляются в небе при сравнительно небольшой яркости, но, в отличие от-других спутников, в течение нескольких секунд могут на короткий срок стать в 50 и более раз ярче Венеры. Затем их яркость снижается до обычной с той же скоростью, с которой они ранее оказывались такими яркими.
«Иридиумы» - единственные искусственные спутники , которые можно наблюдать и днем. Это не очень просто, однако если небо свободно от облаков и окрашено в ярко-голубой цвет, иногда можно увидеть вспышки величиной минимум -6. Чтобы найти их в дневном небе, надо точно знать точки, в которых эти вспышки должны появиться.
Небесное сверкание. Характерное сверкание «Иридиума» легко объяснимо: для выполнения поставленной технической задачи эти спутники располагаются в космосе таким образом, что чаще всего одна из антенн отражает солнечные лучи прямо на Землю, и это вызывает яркую вспышку.
Такие вспышки можно рассчитать заранее с абсолютной точностью, и поэтому их нетрудно наблюдать с Земли. Важно лишь знать точные координаты точки наблюдения: достаточно разницы в несколько километров, чтобы яркость изменилась на несколько звездных величин. Наиболее яркие вспышки достигают значения до -8 и доступны для наблюдения с площади в несколько квадратных километров. Переход от яркости +6 (на пределе видимости невооруженным глазом) до -8 означает, что объект увеличивает свою яркость в 400 000 раз.
© Собери свой телескоп №20, 2015
Сейчас тема спутниковых снимков часто поднимается в разговорах, далеких от космоса. При этом из обсуждения к обсуждению перемываются древние мифы Холодной войны, про "прочесть номер машины" и "посчитать звездочки на погонах" или даже "прочесть газету".
Сегодня мы на конкретных примерах рассмотрим на что способна космическая оптика, и все ли видно сверху.
Для начала, небольшое открытие для многих: в Google Map нет спутниковых снимков разрешением выше 50 см на пиксель. До недавнего времени, коммерческое распространение более детальных спутниковых снимков было запрещено в США. Поэтому если вы нашли в каком-нибудь городе снимки, где видны гуляющие люди и другие подробности - это аэрофотосъемка, ее публиковать можно.
Такое противоречие долго не устраивало космических частников, и они все же пролоббировали послабление закона, и теперь можно продавать снимки разрешением до 25 см на пиксель. На сегодня это предел коммерческой спутниковой съемки.
Но даже для таких снимков нужна сложнейшая техника. Вот, например, спутник WorldView-3 компании DigitalGlobe: разрешение 31 см, диаметр зеркала телескопа 1,1 м, стоимость $650 млн долларов.
Для примера DigitalGlobe выложили снимки Мадрида.
Как видим, можно рассмотреть множество подробностей: легковые машины просто отличить от грузовых, даже, кажется, купающихся людей в бассейнах можно рассмотреть в виде точек. Но Мадрид выбран неслучайно: чем ближе к экватору, тем меньше облачность. Еще для демонстрации возможностей спутников часто выбирают Дубай - там много всяких колоритных объектов, и пустынная погода способствует наблюдению.
Колоссальные затраты на создание частных спутников, способных на такое качество съемки, вызывают закономерный вопрос: как они окупаются? В этом секрета нет: более 50% заказов компании DigitalGlobe идут из Пентагона. Остальное от Google и индивидуальных заказчиков.
Но это все равно коммерческие спутники, а что же могут военные и ЦРУшные?
Тут все сложнее, но в целом вполне предсказуемо. Легендарный и самый мощный американский спутник-шпион относится к серии Keyhole-11 . Достоверно о нем мало что известно, даже облик не до конца прояснен, хотя астрономы-любители периодически "перехватывают " его.
Зато известно, что космический телескоп Hubble создавался на производственной линии, с которой ранее сходили спутники-шпионы, а пару лет назад американский шпионский отдел (National Reconnaissance Office) подарил NASA два телескопа диаметром 2,4 метра, которые завалялись на складе.
Поэтому, наиболее вероятно, KH-11 имеет зеркало диаметром 2,4 метра, как и известный космический телескоп Hubble.
Путем несложного сравнения с WorldView-3, у которого зеркало 1,1 метр, мы получаем, что качество шпионских снимков должно быть примерно в 2,3 раза лучше. Но есть разница: WorldView-3 летает на высоте 617 км, а самый молодой KH-11 (под названием USA-245) на высоте от 270 до 970 км.
Космический телескоп Hubble с высоты 700 км мог бы снять Землю с разрешением до 10-15 см, в идеальных условиях, если бы ему позволяли технические возможности. Соответственно, KH-11 в нижней точке своей орбиты способен дать разрешение до 5 см. Но, опять-таки - это в идеальных условиях, в отсутствие облачности, смога, тумана и просто пыли над объектом съемки. Кроме того, чем выше разрешение, и чем ближе спутник к поверхности Земли, тем у же полоса захвата его съемки и меньше возможности посмотреть по сторонам. Т.е. такую съемку целесообразно применять только по заранее разведанным объектам, в ясную погоду, и только во время, которое обусловлено орбитой аппарата.
Потому американская военщина и платит американской коммерсанщине, что своих технических средств не хватает, и проще купить нужные снимки, чем создавать кучу спутников, каждый стоимостью с авианосец.
А чтобы представить качество снимков в разном разрешении, я подготовил примерную схему на основе данных аэрофотосъемки.
Таким образом, в идеальных условиях, теоретически, всего один спутник-шпион способен рассмотреть планку номерного знака на машине в виде нескольких белых пикселей. Но прочесть номер, не говоря уже о погонах и газетах - невозможно просто физически.
Интересный к недавнему посту:
когда за затмением наблюдал, тоже видел яркий объект, пролетевший высоко с запада на восток, сравнительно звезд довольно яркий. пересмотрел примерное время, звездную величину и направление по программе Stellarium. вышло, что это был МКС)
Меня всегда удивляли заявления о том, что МКС и прочие заявленные официалами спутники видно с Земли невооруженным глазом. Давайте попробуем разобраться.
Орбита МКС заявлена на высоте 408 км.
Макс. размеры станции заявлены 109 метров (вместе с развернутыми батареями). Это примерно 4 вагона пассажирского поезда или 7 грузовиков (20-тонников, еврофур).
И насколько мне известно, МКС - самый крупный орбитальный объект (нашей цивилизации).
А теперь вспомните вид из иллюминатора самолета во время полета.
Вспомнили? Хорошо там были видны фуры или поезда внизу?
И это только 10 км высоты...
Для проверки рассмотрим такую штуку:
Вот вам 2 острова на озере Чапала в Мексике.
Я их выбрал по двум причинам:
1. На глади воды остров лучше видно, чем любой другой артефакт на земле, которая вся застроена и объекты при отдалении смешиваются в кашу (можно конечно поискать фермы солнечных батарей в пустыне для максимальной наглядности, но лень. если найдете, просьба сообщить)
2. Один из островов хорошо видно с высоты, его можно использовать для ориентира
Обращаем внимание на маленький остров. Его размеры в 2.5 раза больше МКС (~260 на 100 м) и он отлично виден с высоты 5.44 км, как и большой рядом:
А теперь поднимаемся на высоту 400 км:
Видите там такая точка маленькая прямо между острием стрелки и буквой П?
Это большой остров и он еле виден. Маленький и вовсе исчез.
Смотрел на обычном Google Earth при разрешении экрана 1920х1080. Можете попробовать сами.
Понятно, что МКС и её зеркальные батареи могут отсвечивать, но достаточно ли этого света, чтобы быть видным с Земли?
Другие спутники, насколько мне известно, и вовсе не превышают размеры машин при орбитах не менее 200 км и это для шпионских аппаратов, которые явно в гражданские базы данных не занесут.
Если такие доводы кажутся вам недостаточными, вспомните, что 400 км - это дистанция от Москвы до Нижнего Новгорода.
И попробуйте рассмотреть даже не отдельное здание, а весь город с такого расстояния)
Или просто взгляните на Землю в обратном порядке, лучше в полный экран:
Земля из космоса в 4к. Пролёты МКС над континентами Земли, новейшие снимки. VITA mission. ESA 2018
На отметке 1:45 видно Женевское озеро Leman.
Стрелкой отмечен женевский аэропорт Cointrin, на общем фоне города его тоже можно использовать как ориентир:
Вот так это выглядит при полном экране с качеством видео 4К:
Длина взлетно-посадочной полосы ~ 4 км, ширина вместе с газонами ~400 м, но даже она почти не видна с высоты 400 км!
Так можно ли увидеть МКС с этого расстояния, как думаете?
И бонусные вопросы нашей викторины:
Кто или что снимает все эти шедевральные снимки МКС с пары сотен метров, квадрокоптер, спутник, папарацци-камикадзе?
Почему на них никогда не видно звезд, кроме случаев явного CGI с фотошопом?
ВСЕ видео ролики выхода космонавтов в космос сняты с борта, НЕТ НИ ОДНОГО ВИДЕО, снятого со стороны, только графика! Можете это объяснить?
И почему бы не записать столь интересующие всех затмения на камеры МКС, ведь НАСА и другие анентства постоянно транслируют их с Земли? ;)
УПД из комментариев:
Вот так выглядит высота МКС 400 км в сравнении с планетой.
Что подсвечивает её снизу, фонари городов? ведь солнце это может делать только на ОЧЕНЬ короткий период
Возможно ли с этой высоты увидеть вот такое преломление поверхности, как нам показывют, т.е. практически четверть планеты, а иногда и более?
Многие искусственные спутники Земли (далее - ИСЗ) имеют достаточную яркость, позволяющую наблюдать их невооруженным глазом. Причем у одного и того же ИСЗ на протяжении пролета яркость может меняться от еле заметной до превышающей яркость самой яркой звезды. Пример тому - спутник связи «Иридиум», во время пролета которого наблюдаются вспышки, по яркости превышающие свет полной Луны. Эти перепады яркости связаны со сложной формой самих ИСЗ и с их вращением во время полета. Разные элементы спутников имеют различную светоотражающую способность и площадь. Отражатели направленных антенн особенно хорошо отражаю свет, теплозащитные экраны - тоже. В меньшей степени способны к светоотражению панели солнечных батарей и окрашенные части корпуса ИСЗ. Естественно, шарообразный спутник не создает во время пролета перепадов яркости и вспышек.
Поиск
Мы можем оповещать вас о новых статьях,