多彩贵州网讯(本网记者 吴蔚 李思瑾)近日,全国各地网友都在热议中国空间站经过自己所在的城市。对此,贵州中科天文教育与先进技术研究院专家表示:“如果中国空间站只过境一次的话,那它不就掉下来了么?”

据贵州中科天文教育与先进技术研究院研究员谢成荫介绍,在某种程度上,中国空间站每天都会直接从地球的大多数地点上空掠过。换而言之,“中国空间站每天都会过境贵州,但适合市民观测的机会并不算多。”

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定位于贵阳市观山湖区多彩贵州网,“天文通”微信小程序上显示,中国空间站在7月21日、7月22日的过境情况

以7月21日为例,中国空间站在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这四个时段过境。但只有20:18:55至20:28:34这一时段能够被贵阳市民看见,星等为0.8(天文上用星等描述天体亮度,星等数字越小天体越亮),但这并非是最佳观测时间。

最佳观测时间应在刚刚日落或者即将日出时。综合贵州气候、地理环境等各方面的情况,贵州中科天文教育与先进技术研究院分析,近期中国空间站的最佳观测时间在8月5日的5:01:46至5:05:34,星等为1.4,其运动轨迹在贵州的西南偏南42度角到东北偏东10度角。

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近期中国空间站的最佳观测时间在8月5日的5:01:46至5:05:34(贵州中科天文教育与先进技术研究院供图)

谢成荫解释,白天看不到,因为天空太亮,很难分辨出中国空间站在蓝天上的存在;夜晚也看不到,因为中国空间站也在地球阴影下,漆黑一片。而只有在晴朗无云的天气,观测者所处位置刚刚日落或者即将日出,或中国空间站经过观测者上空时,才有机会具备“空间站被照亮,而地面还没有阳光的干扰”的观测条件。

中国空间站轨道与地面的垂直高度400多公里,相当于贵州黔灵山到四川峨眉山的直线距离。但大多数时间,中国空间站并不是从我们头顶上方经过,而是从天边以较低的倾角通过。

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山西省天文爱好者苏少杰2021年7月4日在太原市小店区拍摄的天和核心舱过境轨迹

因此,大多数观测者与中国空间站的距离则更远,大约在1000至2000公里之间,所以人们在地面能肉眼可见的,只是一个小光点——这一小光点,是中国空间站太阳能电池板的反光闪烁。

“只要在傍晚和凌晨的过境,理论上全国都可以看到。”谢成荫说,合适的角度下,普通相机甚至手机都能有机会拍摄到中国空间站经过的光点。如果想看到空间站的形状结构,谢成荫建议用高倍望远镜或长焦镜头。

未来,贵州中科天文教育与先进技术研究院还将在贵州省科协的指导下,向公众预报介绍和发布一些人造天体的知识。

【专家答疑】

贵州中科天文教育与先进技术研究院,是国内首个民间天文高端智库与天文科学成果转化平台,由中国科学院部分单位及社会有关机构共同发起成立。研究院立足中国科学院,融合全球科研机构、高校、高新技术企业等天文创新资源,为政府、科研机构、行业(企业)提供创新领域的第三方专业咨询和综合服务。

7月21日,贵州中科天文教育与先进技术研究院组织专家就网友对“中国空间站过境”的相关疑问,进行了补充解答。

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预计在2022年完成的中国空间站效果图(贵州中科天文教育与先进技术研究院供图)

疑问一:中国空间站与今年6月17日发射的神舟十二号有什么关系?

贵州中科天文教育与先进技术研究院:中国空间站像一个“大型积木”,由很多部分拼接而成。从设计效果图可看到,它看起来整体呈T字构型本构型,有3个舱段,一个天和核心舱,两个实验舱,核心舱居中,两个实验舱连接于两侧,供航天员工作活动的空间可达110立方米。

目前,中国空间站由天和核心舱、天舟一号货运飞船、神舟十二号载人飞船组成,待2022年问天、梦天两个实验舱完成组合后,中国空间站的体积和亮度会进一步增强。

如果将中国空间站比作中国人在太空里的“家”,那神舟飞船就好比一辆轿车,将宇航员送上太空,在即将与天舟一号飞船对接前和对接后,与天舟一号飞船的相对速度为0。

疑问二:通过“天文通”微信小程序查到,7月21日,空间站一天之内过境贵阳4次。《人民日报》等媒体在报道中提到:“中国空间站90分钟绕地球一周。”为什么中国空间站90分钟绕地球一周,但一天之内过境贵阳才4次呢?

贵州中科天文教育与先进技术研究院:中国空间站确实是每90分钟绕地球公转一周。但由于空间站倾角为42至43度,且地球在其下方自转,在某种程度上,空间站直接从地球的大多数地点上空掠过。比如下面这个图是在地球上交叠的空间站轨道。

飞船每天绕地球飞行的轨道面,可以想象为地球仪的圆弧支架,飞船每90分钟左右沿着圆弧支架绕地球一圈,地球在这90分钟里也自转了1.5/24=1/16圈。

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中国空间站每天绕地球飞行的轨道(贵州中科天文教育与先进技术研究院供图)

假设我们的视角跟飞船轨道面保持静止,飞船转动的同时地球也在自转,某次飞船经过贵阳的天空之后,需要再等90分钟飞船才会到飞船轨道面原来的位置,而此时贵阳已经跑到了2200多公里以外的位置,站在地球上的人想看飞船,却被地球挡住了。

疑问三:为什么同一个城市,有些地方可看见中国空间站过境,有些地方却看不见?比如,在“天文通”微信小程序上,定位“观山湖区龙泉苑街”,可见“7月20日21:42:41中国空间站过境”的消息,但定位“乌当区保利温泉新城”,就无中国空间站过境信息。

贵州中科天文教育与先进技术研究院:中国空间站在低倾角过境的时候,观测卫星容易收到高楼、山区的阻挡。离山体较近的乌当区被遮挡看不到,但是当观测者“后退”到离山体较远的世纪城,飞船就在山顶上的天空出现了。

疑问四:高倍望远镜和长焦镜头需要多高配置才能看到中国空间站的形状?

贵州中科天文教育与先进技术研究院:大部分观测,中国空间站离我们有1000至2000公里远,神舟十二最大尺寸约为10米,arcsin(10/1000000)约等于0.034角分。

而人眼的分辨率为大约1角分,要在视场中看到空间站至少需要放大1/0.034=29.411765约等于30倍,而如果希望分辨空间站的细节而不只是一个光点,则需要再放大十余倍(30*10)才能基本分辨出外轮廓、放大数十倍(30*20~30)才能看清更多细节。

记者就此补充采访了摄影专业人士,以华为mate 30pro为例,很多手机摄像头可将拍摄主体最大放大到30倍。以相机为例,焦段为50mm的镜头最接近于人类的正常视角,如需要放大10倍以上,按照专业镜头的设计,至少需要用600mm的长焦观看或拍摄,才能基本分辨出空间站的外轮廓。

一审:曹轶

二审:李蓓

三审:王幸韬

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