Можете ли вы обнаружить спутник?

Когда я беру людей на сеанс наблюдения за звездами темной ночью, они всегда удивляются, узнав, сколько искусственных спутников видно, когда они пролетают над головой. На самом деле, если вы останетесь снаружи на час или два, вы легко сможете заметить дюжину или больше, пробирающихся по небу! Хотя я понимаю путаницу. Спутники кажутся такими далекими — в космос— что можно подумать, что они почти невидимы и их редко можно увидеть.

Но это заблуждение: большинство из них намного ближе, чем вы думаете. Многие из них также большие и блестящие, что делает их ярче — и хотя может быть ночь, когда ты находятся на земле, спутник над вами все еще может греться в лучах солнечного света и весело отражать все эти солнечные фотоны. Все это позволяет легко обнаружить большинство спутников.

В настоящее время вокруг Земли насчитывается более 7500 активных спутников.. Они варьируются от военных «птиц» с засекреченными возможностями до дальновидных астрономических обсерваторий и заурядных коммерческих космических кораблей, которые обеспечивают прогнозирование погоды, связь и другие потребительские услуги. И еще тысячи бездействуют. Многие из этих несуществующих спутников представляют собой отработанные ракетные ускорители, которые все еще вращаются вокруг нашей планеты еще долгое время после того, как они вывели свою полезную нагрузку на орбиту.

Некоторые спутники небольшие, например, размером с тостер. КубСаты которые легко поместятся на рабочем столе, в то время как другие огромны, например, размером со школьный автобус. Космический телескоп Хаббл. Большие, как правило, ярче, поскольку имеют большую площадь поверхности для отражения солнечного света.

Если вы когда-нибудь наблюдали за закатом солнца в пасмурный день, вы, возможно, заметили, что оно все еще может напрямую освещать облака даже после захода. Поскольку облака находятся на большей высоте, чем вы, в течение короткого времени они все еще могут видеть солнце из-за горизонта и, таким образом, получают «дополнительные» моменты дневного света. Спутники расположены еще выше, поэтому они могут находиться под ярким солнечным светом через несколько часов после того, как солнце зашло на планету внизу.

Насколько они высоко? Не существует легко определяемого верхнего предела земной атмосферы, которая с высотой становится более размытой, но большинство любителей космоса признают, что космос начинается на высоте 100 километров над поверхностью Земли (хотя можно привести веские аргументы в пользу этого, начиная всего с 80 км.). Эта граница, называемая линией Кармана, — это место, где воздух становится настолько разреженным, что его воздействие на крупные орбитальные объекты становится незначительным. Однако в целях безопасности и предотвращения атмосферного сопротивления большинство спутников вращаются на высоте не менее 160 км над землей. Все, что находится между этой высотой и примерно 2000 км над поверхностью Земли, считается «низкой околоземной орбитой».

Это означает, что спутники, проходящие над головой, находятся довольно близко к вам. Вы можете проехать 160 км менее чем за два часа, но не прямо!

По правде говоря, большинство спутников будут находиться дальше. Это зависит от размера их орбиты и от того, где они находятся на этой орбите относительно вашего местоположения на Земле. Если вы видите его прямо над головой, в зените, значит, он находится настолько близко к вам, насколько это возможно. Когда он приближается к горизонту, даже спутник на низкой околоземной орбите может находиться на расстоянии более 1000 км от вас и, следовательно, намного слабее.

Изменения в геометрии конструкции также могут изменить видимость спутника с земли. Некоторые из них имеют отражающие панели, которые могут улавливать солнечный свет под нужным углом, действуя как зеркало, и на короткое время направляют этот свет прямо на вас. Это называется вспышкой, и она может привести к тому, что яркость спутника быстро и резко увеличится, а затем так же быстро потускнеет. Много раз я видел, как этот эффект заставлял банальную орбитальную птицу внезапно затмевать Венеру! Это настоящее зрелище.

Еще одно привлекательное явление возникает, когда спутник падает, переворачиваясь на орбите. Типичными виновниками здесь являются отработанные ракетные ускорители. Когда вы видите более короткий конец кувыркающегося усилителя, это означает, что площадь поверхности, отражающей солнечный свет, меньше. Но по мере вращения он представляет вам свою более длинную сторону. Из-за этого создается впечатление, что усилитель медленно пульсирует; по мере падения он становится ярче и тусклее по регулярному циклу. Это довольно удивительная вещь. На фотографиях с длинной выдержкой оно выглядит как пунктирная линия на фоне звезд.

Скорость движения спутника по небу зависит от того, на какой высоте он вращается. Низковысотные спутники движутся примерно с той же видимой скоростью, что и самолет. Но не обманывайтесь: типичные скорости на низкой околоземной орбите по-прежнему составляют около 28 000 километров в час, что в пару десятков раз быстрее, чем у пассажирского самолета! Из-за этого сходства видимых скоростей спутник легко принять за самолет. Но один из определяющих способов отличить их друг от друга заключается в том, что яркость спутника имеет тенденцию быть постоянной (или медленно меняться), в то время как огни предотвращения столкновений на самолетах быстро мигают. Также, когда самолет находится достаточно близко, можно различить красные и зеленые навигационные огни на законцовках его крыльев.

Лучшим примером яркого спутника, который интересно обнаружить, является Международная космическая станция (ИСС). Это самая большая структура на орбите, длиной более 100 метров, и она может быть довольно яркой, поскольку безмятежно и плавно скользит по небу. И наблюдая за этим, помните: в этой точке света живут люди! Это всегда приводит меня в трепет.

Некоторые спутники находятся на гораздо более высокой орбите и движутся гораздо медленнее. Они также имеют тенденцию быть более тусклыми, что затрудняет их обнаружение. Наиболее заметные и многочисленные из них, называемые геосинхронные спутники, вращаются вокруг Земли на высоте около 36 000 км, что дает им орбитальный период, точно равный вращению Земли. Нам, находящимся на земле, они кажутся пригвожденными к небу — неподвижными (или движущимися очень медленно), пока звезды поднимаются и заходят. Обычно их лучше всего заметить на покадровых видеороликах, потому что они не движутся относительно горизонта даже так сильно, как звезды.

Вы также можете увидеть несколько спутников, сгруппированных в ряд, движущихся по одной и той же линии, пересекая небо, как вагоны поезда по рельсам: скорее всего, это недавно развернутые спутники SpaceX Starlink, следующие по общей траектории перед входом в назначенные им орбитальные слоты. Это потрясающее зрелище, хотя они проклятие современной астрономии.

Иногда после недавнего запуска космического корабля к МКС можно увидеть более тусклую «звезду», идущую за станцией; это корабль снабжения (который иногда перевозит и астронавтов), догоняющий МКС, готовясь к встрече.

Время от времени вы можете даже стать свидетелем того, как спутник, движущийся на восток, тускнеет, становится красным, а затем исчезает из поля зрения далеко над вашим горизонтом. Поздравляем; вы только что видели, как над ним садилось солнце! Когда спутник движется на восток, с его точки зрения кажется, что солнце садится. Как только солнечный свет краснеет и тускнеет когда его рассматривают с поверхности Земли (ослабленный при прохождении через полосу атмосферы нашей планеты), он также на мгновение окрашивает спутник в красноватые оттенки, прежде чем погрузить его в орбитальную тьму — сюрреалистическое зрелище!

Так как же вы можете наблюдать эти явления самостоятельно? Существует множество приложений и веб-сайтов, которые позволяют отслеживать и сообщать вам, какие спутники видны из вашего местоположения, а также когда и где в небе их искать. Я обычно использую Небеса выше, но поиск в Интернете найдет еще несколько. Просто как можно точнее введите свое местоположение в спутниковом трекере (часто его можно выбрать на карте), и вперед.

Надеюсь, вы сможете заметить несколько в следующую ясную безлунную ночь. Наблюдать за ними очень увлекательно, зная, что видишь что-то, что мы, люди, послали ввысь. И кто знает? Если это птица, наблюдающая за Землейон может даже смотреть прямо на вас.