對于空間站這樣的大型軌道物體，也是需要衛星跟蹤軟件進行輔助定位，計算出過境時間和地點。在計算過境時間時，有多個軟件可以輔助，隻要輸入觀測點的經緯度，就可以計算出空間站的過境時間。

出品：太空伊卡洛斯

肉眼能否看到人造衛星？這是一個非常有趣的話題，很多人認為這裡涉及到肉眼能看多遠的問題，但這其實不是主要問題。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，肉眼也是可以看見的，今天這篇文章就科普一下肉眼看到人造衛星的幾個要素，以及如何找到空間站等人造物體。

圖注：長曝條件下觀測空間站大緻是這個畫面

目标物體的情況

人的肉眼其實能看到很遠的天體，比如38萬公裡外的月亮，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。對于絕大部分的人類，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。

圖注：肉眼看仙女座星系大緻是這麼個情景

圖注：夜空中的天狼星（左上）

肉眼看到人造衛星，那麼肯定要知道目标物體的基本情況。以國際空間站為例，其軌道高度400公裡左右，目前是最大的一個人造物體，長達100米，總重量為520噸，規模是和平号空間站的4倍以上。國際空間站每天繞行15.7圈，速度為每小時2.7萬公裡。觀測國際空間站有個優勢，那就是其太陽能電池闆可增加被觀測到的概率。一般情況下，太陽能電池闆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。如果角度合适，空間站上的太陽能電池闆可達到-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闆的反射光。

圖注：國際空間站的正弦式投影

除了國際空間站外，天宮一号、聯盟飛船、航天飛機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。對于觀測空間站，由于其軌道參數固定，算好其淩日時間後，以日落後90分鐘、日出前90分鐘觀測最佳。

計算出過境時間和地點

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。對于空間站這樣的大型軌道物體，也是需要衛星跟蹤軟件進行輔助定位，計算出過境時間和地點。在計算過境時間時，有多個軟件可以輔助，隻要輸入觀測點的經緯度，就可以計算出空間站的過境時間。

圖注：這是另一種軟件上的空間站過境時間（讀者可以自行搜索）

圖注：确定過境時間和自己所在的位置，通過一些軟件可以獲得。

圖注：過境時間和方位角要确定，這些都可以通過相關軟件實現

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件獲得），一般情況下國際空間站劃過天際隻要幾分鐘的時間，因此速度要快。在空間站淩日的時間内，選擇黃昏的時候比較合适，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，有利于觀測。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。

非肉眼觀測

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，亞特蘭蒂斯号航天飛機對接空間站，拍攝地點位于南菲爾德天文台。

圖注：業餘觀測者拍攝的空間站。

圖注：南菲爾德天文台拍攝的國際空間站，軌道高度350公裡，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，為了精确對準空間站，就需要有電動跟蹤裝置、自适應光學元件等輔助器材，這樣可以大大降低幹擾，對準目标。尤其是自适應光學元件，可以補償大氣湍流的幹擾。

圖注：德國TIRA合成孔徑雷達觀測到的阿特蘭蒂斯号航天飛機

圖注：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，航天飛機等。可精細化展示航天飛機的結構，我們甚至可以看到這架航天飛機的艙門是打開狀态。從圖中标記可以看出，這架航天飛機軌道高度為650共公裡，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。由于設備的視場很小，需要精确定位，那麼就要自動跟蹤裝置，還要消除大氣湍流幹擾，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、航天飛機的軌道合成孔徑雷達圖像可以看出，任何在軌道上隐藏的物體都是可以被發現的，隻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别。

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