看铱星闪耀

看铱星闪现Philip Chien　文　Shea　译

                               
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当你晚上在院子里看星星时，突然发现在天空中出现了一道令人难以置信的闪光。它的亮度甚至比金星还要亮上100倍。这道闪光起先是一个缓慢移动的小亮点，然后慢慢地变亮，最后又渐渐地退去。那是一驾燃烧的飞机？或者是一颗缓慢移动的流星？还是一颗爆发的超新星？最有可能的答案是，这是一颗正反射阳光的通讯卫星——铱星（Iridium）。

[图片说明]：这是一次发生在2007年2月15日的铱星闪光，亮度达到了大约-6.1等。版权：Tom Bisque。
铱星概况

                               
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铱星是近地轨道卫星星座的一部分。这些卫星星座包含了大量的近地轨道卫星，其中的一部分（例如，铱星）专门用于传输数字电话信号，另一部分将用于传输拟定中的无线电子邮件。铱星闪闪发光的主任务天线主要是用来在1616-1626.5MHz波段传输数字信号的。主任务天线由Raytheon公司制造，而铱星则是由摩托罗拉卫星通信公司装配的。
[图片说明]：当按原计划在轨道上展开之后，铱星的主轴线会指向地球中心，三块镀银的主任务天线（Main Mission Antenna，MMA）也会向外展开，传送无线电信号——或者偶尔反射一下阳光。图中的第三块天线在卫星的后面。版权：Donald Baker。
总耗资50亿美元的66颗卫星均匀占据了6条轨道，每条轨道上有11颗卫星。但原计划是使用77颗卫星占据7条轨道，所以用第77号元素铱来命名。也许可以把完成后的卫星星座想象成环绕原子核的电子的轨道模型。不过可以理解的是，当摩托罗拉公司决定将卫星个数削减到66颗时，并没有将其改名为第66号元素镝。

                               
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1997年5月5日使用“德尔塔”Ⅱ型火箭发射了首批5颗铱星。业余卫星观测者都期盼着观看这一“五重奏”：几颗卫星排成行穿过天空。他们并没有失望。在5月5日发射的一天之内，卫星观测者罗纳德·李（Ronald Lee）便报告看见了全部5颗卫星。
[图片说明]：1997年8月26日在休斯敦拍摄到了穿过鲸鱼座最南端的5颗铱星。从左到右依次为铱星22-26号。在发射升空后不久，卫星会占据同一轨道面的不同位置。版权：Paul Maley。
之后，美国的“德尔塔”火箭、俄罗斯的“质子”火箭和中国的“长征”运载火箭陆续发射了剩下的卫星。现在有79颗铱星（其中包括了备分星）正在环绕地球的轨道上。每次发射运载火箭都会将卫星送入500千米高的停泊轨道，在那儿地面站会对卫星进行为期几周的检查。然后卫星会依靠自己的推进系统爬升到792千米的工作轨道。在这条绕转周期为100分钟的工作轨道上，每颗铱星每天将环绕地球14.34圈。
黑夜中闪光

                               
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正如天文爱好者所知道的，从地面上看许多人造卫星会突然变亮。哈勃空间望远镜就是最著名的例子之一。当哈勃空间望远镜改换观测目标时，它的太阳能电池板和高反射表面就会使它看上去增亮数等。因此当加拿大女王大学的化学教授布赖恩·亨特（Brian K. Hunter）在1997年第一次报告看见铱星闪光时，并不是十分令人吃惊。
[图片说明]：1997年11月9日在范登堡空军基地使用德尔塔Ⅱ型火箭发射了5颗铱星。版权：波音公司。
1997年8月16日，他在一个名为“SeeSat”的卫星观测者电子邮件组中报告了他的发现：“8月14日我正在观测，突然在东北方向看见了一个非常明亮的天体……它持续了几秒钟，然后又慢慢地变暗。”
“当它变暗时，”亨特继续写道，“我便拿起了我的8厘米望远镜进行观测。当它于01:54:31（世界时）在飞马κ上方2度的地方经过时，亮度已经减弱到了6等。从时间和亮度（非闪光期间）来看，这铁定是铱星。”
随后许多观测者也证实了这一闪光现象。一次典型的铱星闪光可以维持10-20秒，亮度从“勉强可以看见”到“难以置信的明亮”，这取决于太阳-卫星-观测者之间的角度。通常很难估计铱星闪光峰值时的亮度，因为此时天空中往往没有可以用来比较的明亮天体。在卫星达到最亮的期间，一般它会在天空中运动5°到10°。
李描述了他所作的铱星观测：“我架好了我的相机，等待着铱星6号的出现。一开始它很暗，然后开始快速变亮，最后变成了我所见过的最亮的卫星。相比之下，天狼星都显得盎然失色！”

                               
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1997年9月29日，人造卫星观测者罗布·马特森（Rob Matson）和兰迪·约翰（Randy John）几乎同时宣布他们各自独立地发现了预报铱星闪光的方法。而且他们都慷慨的在互联网上免费提供相应的程序。自那以后，类似于“Heavens Above”的网站开始扮演预言家的角色，它可以为全世界任何地方的观测者预报铱星闪光。
[图片说明]：现在通过免费的软件和网站可以预报流星状的铱星闪光。1997年10月5日在北天极附近铱星6号出现的闪光。版权：Ronald Lee。
天空中的魔镜
除非你亲眼目睹，否则你很难想象铱星究竟会有多亮。有观测者说在有薄云的情况下也能看到铱星闪光，还有许多人甚至在白天也看到了铱星闪光。白天出现的铱星闪光和白天看见的金星差不多：假如你知道何时何地会出现的话，不妨试试。
乍一看你会觉得很吃惊，主任务天线只有一扇门那么大——188厘米长、86厘米宽。很难相信即使是相同大小的镜子在800千米的地球轨道上能反射出这么明亮的光芒。事实是，每块主任务天线即使是在你头顶方向时它对你的张角也仅仅只有0.11平方角秒。但就是这样小的面积却能产生将近-8等、几乎和新月一样明亮的闪光。
在任何时间地球上总有一块地方可以看见比金星还亮的闪光。现在的预报程序假设主任务天线与卫星有固定的夹角，卫星的主轴也与地面垂直，同时地球也是一个光滑的球体。当然，这些假设没有一个是完全正确的，因此预报的亮度会有一定的误差。
从统计上讲，你的纬度越高，看见铱星的可能性就越大。因为铱星星座的6条大倾角轨道都会穿过地球两极。在中纬度地区的冬季——即使是在较差的观测条件下——平均每晚你也能看到1-2次中等亮度的铱星闪光。视宁度在这里所起的作用很小。
福音还是咒语？

                               
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好消息是，对于进行专业观测的天文学家来说铱星闪光所造成的潜在影响并不比光污染来得大。在太空中大约有超过8000个人造天体，其中每一个都有可能在长时间曝光的底片上留下潜在的痕迹。从概率的角度讲，增加72个天体以及一些火箭残骸并不会使这个概率大幅度升高。
[图片说明]：1998年2月1日，铱星35号出现在波士顿西郊的上空。Sky & Telescope，Dennis diCicco。
对于小视场的观测来说，铱星闪光出现在你视场中的可能性确实十分得小。但是当你进行大视场观测，尤其是进行长时间曝光时，就应该注意了。在计划天体摄影前最好察看一下铱星闪光的预报。当铱星预计要出现在你观测的视场中时，你可以更改观测时间或者遮住你的照相机镜头。
铱星闪光也可能会影响已经适应黑暗的眼睛。但是肯定不会造成比探照灯或者车灯更坏的影响。当然，出现一种新的光污染是确实是一种憾事。但是现在已经可以较为精确的预报铱星了，它们也可以成为令人激动的天象，不是吗？
出处：Sky & Telescope

沙发只给自己坐

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