Штучні супутники Землі та особливості спостереження за ними – 2 Ч.

В рамках огляду особливостей спостереження за штучними супутниками Землі, в попередній статті ми зупинилися на огляді передового штучного супутника Землі – МКС попередній статті ми зупинилися на огляді передового штучного супутника Землі – МКС – Міжнародної космічної станції, дізналися, як можна спостерігати за польотом МКС.
Головне, що необхідно для спостереження за штучними супутниками, — це хороший зір і прогноз, що вказує їх проходження над різними точками планети. Зрозуміло, за допомогою бінокля або телескопа можна розгледіти деталі і об’єкти, недоступні неозброєному оку. У бінокль 7×50 (тобто бінокль з об’єктивами діаметром 50 мм, що забезпечує семикратне збільшення) вже можна спостерігати об’єкти зоряною величиною від 8 до 9 при нерухомій атмосфері на дуже темному небі.
Власникам телескопа діаметром 114 мм, доступні навіть штучні супутники 10-11 зоряної величини, тобто набагато меншої яскравості. При деякому досвіді можна навчитися «стежити» за супутником вручну, але все стає простіше при використанні годинного мотора, сполученого з комп’ютером, куди введені координати супутника. У продажу є чудові програми, в яких можна знайти дані про сотні штучних супутників з низькою орбітою; завдяки цим програмам часовий мотор телескопа легко слідує за ними в автоматичному режимі.
Скільки штучних супутників доступне для спостереження?
Незалежно від місця спостереження в будь-яку годину доби над горизонтом розташовані сотні штучних супутників. Однак лише кілька дюжин легкодоступні для спостереження за сприятливих умов освітлення.
Російські кораблі «Союз» (або їх вантажна версія «Прогрес») також знаходяться серед штучних об’єктів, потенційно доступних для спостереження із Землі. «Союз» і «Прогрес» при сприятливих умовах освітлення досягають зоряної величини 1, а в звичайних умовах перевищують величину 3. Таким чином, їх видно неозброєним оком, щоправда, лише як світні точки. Щоб розглянути якісь деталі, ви можете спочатку уточнити умови видимості «Союзів» в дні безпосередньо після запуску, а потім скористатися вашим телескопом.
Як правило, неозброєним оком можна побачити один-два об’єкта кожні півгодини; при використанні телескопа, подібного вашому, їх кількість зростає до 10. Найяскравіші штучні супутники перераховані на сайті n2yo.com/satellites/7cH. Цей сайт містить в основному технічну інформацію англійською мовою, але при деякому досвіді ви зможете здобувати на ньому найбільш важливі відомості і орієнтуватися серед даних, що стосуються різних супутників.
Про фотогенічність. Як і інші небесні об’єкти, штучні супутники можуть бути сфотографовані через телескоп. Деякі любителі астрономії, наприклад, мають чудові фотографії станції «Мир», зроблені до її загибелі в атмосфері, і Міжнародної космічної станції. На цих знімках можна розглянути навіть різні лабораторії станцій.
І «сміття» теж є. За допомогою телескопа можна побачити понад 10000 об’єктів космічного сміття, що летить по навколоземній орбіті. Як правило, це частини ракет, які застосовувалися для запуску супутника, або космічної станції, які залишилися на орбіті після використання. Зустрічаються також фрагменти ракет вибухнули або виведені з експлуатації супутники. Обчислити орбіти цих об’єктів і їх розташування дуже складно. Тим не менш найбільші космічні агентства володіють такою інформацією і використовують її для того, щоб уникати зіткнень з діючими супутниками або Міжнародною космічною станцією.
Що і як можна побачити в пошуках супутників?
Зазвичай штучний супутник виглядає на небі як повільно рухається зірочка. У цього правила, проте, є безліч виключень. Деякі штучні супутники, наприклад, змінюють свою яскравість якраз у момент проходження над точкою спостереження. Зазвичай це викликано зміною умов освітлення, іноді виробляють дуже видовищні ефекти. Знову-таки все залежить від висоти супутника над Землею, від його розмірів і від характеристик її поверхні (зокрема, відбивної здатності).
Відстань. Найбільш яскраві супутники, видимі неозброєним оком, найчастіше є і найбільш быстродвижущимися, оскільки вони знаходяться на низьких орбітах і, отже, розташовані ближче до спостерігача. Для спостереження за набагато більш віддаленими геостаціонарними супутниками, навпаки, майже завжди потрібен телескоп. Під час проходження по небу велика Частина супутників змінює свою яскравість більш ніж на одну зоряну величину (за винятком супутників «Ірідіум», але деякі з них можуть зникати повністю, потрапляючи у конус земної тіні, і потім з’являтися знову. Відстань від супутника до спостерігача називається «рейндж» і вимірюється в кілометрах або милях. Зазвичай, чим вище значення рейнджу, тим слабкіше видно супутник. Рейндж залежить від висоти орбіти над Землею, а також від її нахилу до земного горизонту. Супутник з дуже високою орбітою,що проходить через зеніт (тобто знаходиться над головою спостерігача), може мати рейндж менше, ніж супутник на більш низьку, але більш нахиленою орбіті, яка привела його в положення низько над горизонтом. У цьому випадку супутник, що знаходиться на більш високій орбіті, буде більш яскравим, ніж супутник, розташований на меншій висоті.
Визначальним для яскравості супутника є його розмір. Чим більше супутник, тим яскравіше сяє, оскільки тим більше поверхня, здатна відбивати сонячне світло. Цю поверхню позначають терміном «Radar Cross Section».
Характеристики поверхні. Штучний супутник з поверхнею, що володіє високою відбивною здатністю, очевидно, буде здаватися більш яскравим. З плином часу його поверхню помутніє, і цей супутник змінить значення яскравості, можливо, навіть на одну зоряну величину. Навпаки, слабоотражающая поверхню при руйнуванні може стати більш яскравою і краще відбивати світло. Іншим важливим параметром є наявність деяких функціональних частин супутника, таких як сонячні панелі або циліндричні антени, часто діють як дзеркала. Ці надбудови можуть викликати ефект «спалахи» тривалістю в кілька секунд (іноді заздалегідь передбачуваною), різко збільшує яскравість об’єкта на кілька зоряних величин.
Останнім фактором, який необхідно мати на увазі при визначенні яскравості штучного супутника, є кут падіння сонячних променів. Як і у випадку з Місяцем, вони можуть висвітлювати об’єкт більш або менш прямо та повно.
Спалах в космосі. У 1997 році В космос були запущені перші супутники серії «Ірідіум», призначені для нового типу стільникового зв’язку. Спочатку планувалося, що їх буде 77, це пояснює і назва Iridium (хімічний елемент з атомним числом 77). Але в результаті було запущено 95, з яких 72 ще експлуатуються. Розміщені на полярних орбітах супутники повинні були гарантувати зв’язок з будь-якої точки земної кулі з будь-якою точкою планети. Сьогодні абонентів цієї мережі десятки тисяч, але цей сервіс не досяг запланованого успіху.
Суперантенны. Розміри супутників серії «Ірідіум» порівняно невеликі. У довжину вони досягають 4 м. і, крім сонячних батарей, мають три головні антени довжиною 188 см і шириною 86 див. Ці антени володіють чудовою відбивною здатністю. Саме вони надають супутникам «Ірідіум» унікальну характеристику, яка дозволяє виділити ці супутники в особливу категорію, що приваблює тисячі любителів астрономічних спостережень. Справа в тому, що вони з’являються в небі при порівняно невеликій яскравості, але, на відміну від інших супутників, протягом декількох секунд можуть на короткий термін стати в 50 і більше разів яскравіше Венери. Потім їх яскравість знижується до звичайної з тією ж швидкістю, з якою вони раніше виявлялися такими яскравими.
«Иридиумы» — єдині штучні супутники, які можна спостерігати і вдень. Це не дуже просто, проте якщо небо вільно від хмар і забарвлена в яскраво-блакитний колір, іноді можна побачити спалаху величиною мінімум -6. Щоб знайти їх на денному небі, треба точно знати точки, в яких ці спалахи повинні з’явитися.
Небесне сяйво. Характерний блиск «Иридиума» легко пояснити: для виконання поставленої технічної задачі ці супутники розташовуються в космосі таким чином, що найчастіше одна з антен відбиває сонячні промені прямо на Землю, і це викликає яскравий спалах.
Такі спалахи можна розрахувати заздалегідь з абсолютною точністю, і тому їх неважко спостерігати із Землі. Важливо лише знати точні координати точки спостереження: досить різниці в кілька кілометрів, щоб яскравість змінилась на кілька зоряних величин. Найбільш яскраві спалахи досягають значення до -8 і доступні для спостереження з площі в кілька квадратних кілометрів. Перехід від яскравості +6 (на межі видимості неозброєним оком) до -8 означає, що об’єкт збільшує свою яскравість в 400 000 разів.
© Збери свій телескоп №20, 2015