Наблюдение МКС: от новичка до уверенного наблюдателя

Введение в наблюдение МКС: что это, как выглядит и почему видно

Международная Космическая Станция — самый яркий рукотворный объект на ночном небе. В момент удачного пролёта она ярче планеты Венеры, движется быстро и бесшумно, и любой человек с незащищёнными глазами может её увидеть. Никакого телескопа, никакого специального оборудования — только знание того, когда и куда смотреть.

Что такое МКС и почему она летает именно так

Международная Космическая Станция (International Space Station, ISS) — обитаемая орбитальная лаборатория, которую совместно эксплуатируют космические агентства России, США, Европы, Японии и Канады. Строительство началось в 1998 году, и сегодня станция весит около 420 тонн, а её размах солнечных панелей — примерно 109 метров, что сопоставимо с футбольным полем.

МКС движется по низкой околоземной орбите — на высоте от 400 до 420 километров над поверхностью Земли. Для сравнения: расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга по прямой — около 630 километров. То есть станция летит примерно на половине этого расстояния, только вертикально вверх.

На такой высоте МКС делает один полный оборот вокруг Земли примерно за 92 минуты. Это означает, что за сутки она облетает планету около 15–16 раз. Скорость станции — порядка 7,66 км/с, или примерно 27 600 км/ч. Для сравнения: пассажирский самолёт летит со скоростью около 900 км/ч — МКС быстрее в 30 раз.

> Орбитальная механика работает парадоксально: чтобы подняться выше, нужно сначала ускориться, а чтобы снизиться — замедлиться. На низкой орбите объекты движутся быстрее, чем на высокой.

Как МКС выглядит с Земли

С поверхности Земли МКС выглядит как очень яркая звезда, которая плавно и равномерно движется по небу. Несколько ключевых отличий от самолёта и от настоящих звёзд:

Нет мигания. Звёзды мерцают из-за турбулентности атмосферы. МКС светит ровно, без мигания — потому что она достаточно близко и достаточно велика, чтобы атмосферные помехи её не «размывали».

Нет навигационных огней. Самолёты мигают красным и зелёным. МКС — ровный белый или слегка желтоватый свет.

Постоянная скорость и прямолинейное движение. Станция движется по дуге небосвода плавно, без рывков и изменений скорости.

Время пролёта — от 1 до 6 минут. Обычно наблюдатель видит МКС 2–4 минуты, после чего она уходит за горизонт или входит в тень Земли и гаснет прямо на глазах.

Именно последний эффект — когда МКС внезапно гаснет посреди неба — производит на новичков самое сильное впечатление. Станция не скрывается за горизонтом, а буквально «выключается»: она входит в конус тени Земли, и солнечный свет перестаёт на неё падать.

!Схема пролёта МКС над наблюдателем: орбита, конус тени Земли и угол видимости

Почему МКС вообще видно — физика отражённого света

МКС не излучает собственного света. Мы видим её по той же причине, по которой видим Луну: станция отражает солнечный свет. Огромные солнечные панели площадью около 2500 квадратных метров работают как зеркала.

Чтобы наблюдатель на Земле увидел МКС, необходимо одновременно выполнение трёх условий:

Солнце освещает станцию. МКС должна находиться на освещённой стороне орбиты, то есть не в тени Земли.

На месте наблюдения темно. Наблюдатель должен находиться в сумерках или в ночи — иначе яркое дневное небо «забьёт» свет станции.

Геометрия подходящая. Угол между Солнцем, МКС и наблюдателем должен быть таким, чтобы отражённый свет шёл именно к наблюдателю.

Именно поэтому МКС наблюдают в вечерние и утренние сумерки — примерно за час до рассвета или через час после заката. В это время наблюдатель уже в темноте, а станция ещё (или уже) освещена Солнцем.

Летом, когда ночи короткие, МКС может быть видна почти всю ночь напролёт — потому что Солнце стоит неглубоко под горизонтом и освещает орбиту станции даже в полночь. Зимой, когда ночи длинные, окна наблюдения короче и приурочены строго к сумеркам.

Яркость МКС: что такое звёздная величина

Яркость небесных объектов астрономы измеряют в звёздных величинах (stellar magnitude). Это шкала, где меньшее число означает более яркий объект. Шкала немного контринтуитивна, поэтому разберём её на примерах:

| Объект | Звёздная величина | |---|---| | Солнце | −26,7 | | Полная Луна | −12,7 | | Венера (максимум) | −4,9 | | МКС (типичный пролёт) | −2 … −4 | | Юпитер | −2,9 | | Сириус (ярчайшая звезда) | −1,5 | | Предел невооружённого глаза | +6,5 |

В типичный пролёт МКС достигает яркости от −2 до −4 звёздной величины. Это означает, что она ярче Юпитера и сопоставима с Венерой. В особо удачные пролёты — когда станция проходит прямо над головой и солнечные панели повёрнуты оптимально — яркость может достигать −5 и даже −6.

Разница в одну звёздную величину соответствует разнице в яркости примерно в 2,5 раза. Разница в 5 звёздных величин — ровно в 100 раз. Это значит, что МКС при яркости −4 примерно в 100 раз ярче Сириуса.

Наклонение орбиты и зоны видимости

МКС летит по орбите с наклонением 51,6 градуса к плоскости экватора. Это означает, что станция никогда не поднимается выше широты 51,6° северной и южной широты в зените — но видна с гораздо большей территории, вплоть до широт около 60–65°.

Для жителей России это хорошая новость: Москва находится на широте 55,7°, Санкт-Петербург — 59,9°, Новосибирск — 55°. Все эти города попадают в зону регулярной видимости МКС. Жители Мурманска (68,9° с.ш.) видят станцию реже и ниже над горизонтом, но всё равно видят.

Наклонение 51,6° было выбрано не случайно: оно позволяет запускать корабли с российского космодрома Байконур (46° с.ш.) с минимальными затратами топлива, а также обеспечивает покрытие большей части населённых районов Земли.

Что значит «высота над горизонтом» и почему это важно

Когда говорят, что МКС пройдёт на высоте 45° над горизонтом, имеют в виду угловую высоту — угол между горизонтом (0°) и направлением на объект. Точка прямо над головой — это 90°, её называют зенитом.

Практическое правило: чем выше МКС поднимается над горизонтом, тем лучше пролёт:

Менее 10° — пролёт у самого горизонта, часто перекрытый деревьями и зданиями, атмосфера сильно рассеивает свет.

10–30° — умеренный пролёт, виден при хорошем горизонте.

30–60° — хороший пролёт, МКС хорошо видна и достаточно яркая.

Более 60° — отличный пролёт, станция проходит почти над головой, максимальная яркость и продолжительность.

Пролёт с максимальной высотой 82° — это почти зенитный пролёт. Такие случаются несколько раз в месяц и дают наилучшие условия для наблюдения и фотографирования.

Первое наблюдение: что вас ждёт

Представьте: вечер, примерно через 40 минут после заката. Вы стоите во дворе и смотрите на северо-запад. Небо уже потемнело, появились первые звёзды. Ровно в 21:14 (как предсказывал сайт прогноза) из-за горизонта появляется яркая точка. Она движется быстро — примерно со скоростью, с которой вы могли бы провести рукой по небу за 3–4 секунды. Через две минуты она достигает максимальной высоты — примерно 60° над горизонтом, на юге. Ещё через полторы минуты она начинает тускнеть и через несколько секунд гаснет — станция вошла в тень Земли. Весь пролёт занял около четырёх минут.

Именно это ощущение — видеть объект размером с футбольное поле, летящий в 400 километрах над вами со скоростью 27 600 км/ч — и делает наблюдение МКС таким захватывающим. И это доступно каждому, в любом городе, совершенно бесплатно.

В следующих статьях курса вы научитесь точно предсказывать такие пролёты, выбирать лучшие из них и фотографировать трек станции на фоне звёзд.

!Симулятор пролёта МКС: измените широту города и посмотрите, как меняется траектория