多彩貴州網訊(本網記者 吳蔚 李思瑾)近日,全國各地網友都在熱議中國空間站經過自己所在的城市。對此,貴州中科天文教育與先進技術研究院專家表示:“如果中國空間站隻過境一次的話,那它不就掉下來了麼?”
據貴州中科天文教育與先進技術研究院研究員謝成蔭介紹,在某種程度上,中國空間站每天都會直接從地球的大多數地點上空掠過。換而言之,“中國空間站每天都會過境貴州,但适合市民觀測的機會并不算多。”
定位于貴陽市觀山湖區多彩貴州網,“天文通”微信小程序上顯示,中國空間站在7月21日、7月22日的過境情況
以7月21日為例,中國空間站在12:11:43至12:22:09、13:49:27至13:58:30、18:42:06至18:52:05、20:18:55至20:28:34這四個時段過境。但隻有20:18:55至20:28:34這一時段能夠被貴陽市民看見,星等為0.8(天文上用星等描述天體亮度,星等數字越小天體越亮),但這并非是最佳觀測時間。
最佳觀測時間應在剛剛日落或者即将日出時。綜合貴州氣候、地理環境等各方面的情況,貴州中科天文教育與先進技術研究院分析,近期中國空間站的最佳觀測時間在8月5日的5:01:46至5:05:34,星等為1.4,其運動軌迹在貴州的西南偏南42度角到東北偏東10度角。
近期中國空間站的最佳觀測時間在8月5日的5:01:46至5:05:34(貴州中科天文教育與先進技術研究院供圖)
謝成蔭解釋,白天看不到,因為天空太亮,很難分辨出中國空間站在藍天上的存在;夜晚也看不到,因為中國空間站也在地球陰影下,漆黑一片。而隻有在晴朗無雲的天氣,觀測者所處位置剛剛日落或者即将日出,或中國空間站經過觀測者上空時,才有機會具備“空間站被照亮,而地面還沒有陽光的幹擾”的觀測條件。
中國空間站軌道與地面的垂直高度400多公裡,相當于貴州黔靈山到四川峨眉山的直線距離。但大多數時間,中國空間站并不是從我們頭頂上方經過,而是從天邊以較低的傾角通過。
山西省天文愛好者蘇少傑2021年7月4日在太原市小店區拍攝的天和核心艙過境軌迹
因此,大多數觀測者與中國空間站的距離則更遠,大約在1000至2000公裡之間,所以人們在地面能肉眼可見的,隻是一個小光點――這一小光點,是中國空間站太陽能電池闆的反光閃爍。
“隻要在傍晚和淩晨的過境,理論上全國都可以看到。”謝成蔭說,合适的角度下,普通相機甚至手機都能有機會拍攝到中國空間站經過的光點。如果想看到空間站的形狀結構,謝成蔭建議用高倍望遠鏡或長焦鏡頭。
未來,貴州中科天文教育與先進技術研究院還将在貴州省科協的指導下,向公衆預報介紹和發布一些人造天體的知識。
【專家答疑】
貴州中科天文教育與先進技術研究院,是國内首個民間天文高端智庫與天文科學成果轉化平台,由中國科學院部分單位及社會有關機構共同發起成立。研究院立足中國科學院,融合全球科研機構、高校、高新技術企業等天文創新資源,為政府、科研機構、行業(企業)提供創新領域的第三方專業咨詢和綜合服務。
7月21日,貴州中科天文教育與先進技術研究院組織專家就網友對“中國空間站過境”的相關疑問,進行了補充解答。
預計在2022年完成的中國空間站效果圖(貴州中科天文教育與先進技術研究院供圖)
疑問一:中國空間站與今年6月17日發射的神舟十二号有什麼關系?
貴州中科天文教育與先進技術研究院:中國空間站像一個“大型積木”,由很多部分拼接而成。從設計效果圖可看到,它看起來整體呈T字構型本構型,有3個艙段,一個天和核心艙,兩個實驗艙,核心艙居中,兩個實驗艙連接于兩側,供航天員工作活動的空間可達110立方米。
目前,中國空間站由天和核心艙、天舟一号貨運飛船、神舟十二号載人飛船組成,待2022年問天、夢天兩個實驗艙完成組合後,中國空間站的體積和亮度會進一步增強。
如果将中國空間站比作中國人在太空裡的“家”,那神舟飛船就好比一輛轎車,将宇航員送上太空,在即将與天舟一号飛船對接前和對接後,與天舟一号飛船的相對速度為0。
疑問二:通過“天文通”微信小程序查到,7月21日,空間站一天之内過境貴陽4次。《人民日報》等媒體在報道中提到:“中國空間站90分鐘繞地球一周。”為什麼中國空間站90分鐘繞地球一周,但一天之内過境貴陽才4次呢?
貴州中科天文教育與先進技術研究院:中國空間站确實是每90分鐘繞地球公轉一周。但由于空間站傾角為42至43度,且地球在其下方自轉,在某種程度上,空間站直接從地球的大多數地點上空掠過。比如下面這個圖是在地球上交疊的空間站軌道。
飛船每天繞地球飛行的軌道面,可以想象為地球儀的圓弧支架,飛船每90分鐘左右沿着圓弧支架繞地球一圈,地球在這90分鐘裡也自轉了1.5/24=1/16圈。
中國空間站每天繞地球飛行的軌道(貴州中科天文教育與先進技術研究院供圖)
假設我們的視角跟飛船軌道面保持靜止,飛船轉動的同時地球也在自轉,某次飛船經過貴陽的天空之後,需要再等90分鐘飛船才會到飛船軌道面原來的位置,而此時貴陽已經跑到了2200多公裡以外的位置,站在地球上的人想看飛船,卻被地球擋住了。
疑問三:為什麼同一個城市,有些地方可看見中國空間站過境,有些地方卻看不見?比如,在“天文通”微信小程序上,定位“觀山湖區龍泉苑街”,可見“7月20日21:42:41中國空間站過境”的消息,但定位“烏當區保利溫泉新城”,就無中國空間站過境信息。
貴州中科天文教育與先進技術研究院:中國空間站在低傾角過境的時候,觀測衛星容易收到高樓、山區的阻擋。離山體較近的烏當區被遮擋看不到,但是當觀測者“後退”到離山體較遠的世紀城,飛船就在山頂上的天空出現了。
疑問四:高倍望遠鏡和長焦鏡頭需要多高配置才能看到中國空間站的形狀?
貴州中科天文教育與先進技術研究院:大部分觀測,中國空間站離我們有1000至2000公裡遠,神舟十二最大尺寸約為10米,arcsin(10/1000000)約等于0.034角分。
而人眼的分辨率為大約1角分,要在視場中看到空間站至少需要放大1/0.034=29.411765約等于30倍,而如果希望分辨空間站的細節而不隻是一個光點,則需要再放大十餘倍(30*10)才能基本分辨出外輪廓、放大數十倍(30*20~30)才能看清更多細節。
記者就此補充采訪了攝影專業人士,以華為mate 30pro為例,很多手機攝像頭可将拍攝主體最大放大到30倍。以相機為例,焦段為50mm的鏡頭最接近于人類的正常視角,如需要放大10倍以上,按照專業鏡頭的設計,至少需要用600mm的長焦觀看或拍攝,才能基本分辨出空間站的外輪廓。
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