Как найти спутник земли

Время на прочтение
8 мин

Количество просмотров 4.4K

26 января 2023 года компания SрасеХ запустила очередную партию телекоммуникационных спутников Starlink — всего 54 спутника за один запуск. Миссия получила обозначение Starlink 5–2 и будет 71-й по счету. В настоящее время на орбиту выведено более трёх тысяч спутников, а общий размер группировки может составить от 12 (количество уже одобрено) до 42 (ожидает одобрения ITU) тысяч аппаратов.

К дате этого запуска (да и следующие не за горами) будет нелишним напомнить о возможности самостоятельно отслеживать космические объекты — спутники, планеты и так далее — с помощью вашего компьютера или смартфона, но без какого‑либо оптического оборудования наподобие телескопов.

Что вообще можно разглядеть без телескопа?

Человечество наблюдает за небом с начала времен, и телескоп был изобретен далеко не сразу. Заводя разговор о наблюдении, необходимо начать с классификации небесных объектов, их можно разделить на естественные и искусственные. К естественным, видимым без телескопа, относятся, прежде всего, Солнце, Луна и многочисленные звезды, более того, невооруженным глазом можно увидеть планеты Марс, Меркурий, Венеру, Сатурн и Юпитер.

К искусственным телам относятся аппараты и спутники, к сегодняшнему дню они находятся на орбите в избытке. О наблюдении естественных небесных тел все знают еще с детства, но не все знают, что даже без телескопа можно наблюдать еще и искусственные – к примеру, МКС.

Прежде всего, небесные объекты можно увидеть случайно, в удачный момент просто посмотрев вверх. Но поскольку их положение известно с высокой точностью, можно вычислить определенное окно пролета, то есть время, участок на небе и примерную траекторию движения. Необходимость проводить расчеты вручную отсутствует, достаточно воспользоваться одним из многочисленных сайтов и приложений для наблюдения за спутниками и, если все сделать правильно, можно увидеть на небе заветную светящуюся точку.

Конечно, не всегда и не все небесные объекты видны хорошо. Есть несколько критериев, от которых зависит видимость небесных тех. Основной из них — видимая звездная величина. Это мера освещенности небесного тела с точки зрения наблюдателя с Земли. Чем она меньше, тем лучше, причем значение может быть и отрицательным. Так, например, яркость Сириуса для наблюдателя с Земли составляет −1.5, яркость полной Луны — −12. Считается, что человеческий глаз способен различать объекты со звездной величиной до 5-6 единиц, но на практике происходит по-разному. На качество видимости могут повлиять:

• Зрение наблюдателя. Банально, но тем не менее — если говорить о наблюдении невооруженным глазом, человек со зрением минус два даже яркий объект наподобие МКС увидит с меньшей вероятностью, по сравнению с наблюдателем с отличным зрением.

• Время суток. Спутники видны, когда они освещены солнцем, а наблюдатель находится в темноте. При этом спутники не должны находиться в тени Земли, т. е. Солнце в течение наблюдений должно находиться под горизонтом, но не слишком низко. Таким образом, спутники наблюдаются в течение нескольких часов до восхода солнца или после его захода.

• Световое загрязнение. Искусственное освещение засвечивает небо, и видимость астрономических объектов снижается. Лучше всего вести наблюдение за небом в полной темноте, за городом и без посторонних источников света. Для определения наилучшего места с минимальным световым загрязнением существуют специализированные сайты: Light Pollution Map и Dark Site Finder.

• Погода. Естественно, что облачность или туман могут помешать увидеть объекты в небе. Уровень облачности в вашем районе можно прогнозировать с помощью многочисленных сайтов наподобие Ventusky. 

Что смотреть интереснее всего? Вспышка «Иридиума», поезд «Starlink», метеорные дожди

До конца 2019 года можно было увидеть солнечные блики от космических аппаратов системы всемирной спутниковой связи «Iridium», они возникали из-за отражения света от алюминиевых антенн связи на поверхность Земли. Такие явления были недолгими, в среднем несколько секунд, но их яркость впечатляла — вспышки могли достигать значений в − 8 видимой звездной величины. К сожалению, в декабре 2019-го последний «Иридиум» с бликующими антеннами был выведен из эксплуатации, и в небе стало на одно астрономическое явление меньше.

Но в том же 2019 году начались серийные запуски Starlink, которые также представляют интерес для наблюдений. Поскольку спутники выводятся на орбиту большими партиями, по несколько десятков за раз, после запуска для наблюдателей с Земли они превращаются в цепочку из множества светящихся точек, плывущую по небу. Целостность такого «поезда» длится недолго — спустя время спутники расходятся по рабочим орбитам — однако спланировать наблюдения все-таки реально.

На сегодняшний день цепочки «Старлинков», пожалуй, наиболее интересное астрономическое явление, которое можно наблюдать без телескопа. Еще есть МКС, которая после вывода «Иридиумов» из эксплуатации осталась, вероятно, наиболее ярким искусственным объектом, регулярно проходящая по небосводу (её видимая звёздная величина в московском регионе составляет в среднем −1.1). Однако МКС можно наблюдать ежедневно, и это всего одна точка в небе (пусть и яркая), а запуски «Старлинк» более редкое явление. Ниже приведена ссылка на запись трансляции запуска спутников «Старлинк» 19 января 2023 года.

В настоящее время, в связи с ростом числа запусков SpaceX, растет также и интерес к наблюдению Старлинков с Земли. Так в начале января подробную статью об этом написал Washington Post. Однако с течением времени растет также вероятность, что спутники Starlink будущих запусков будут специально «затемняться», чтобы не быть видимыми на небе. Причина – отраженный от спутников свет создает проблемы астрономам и засвечивает фотографии неба (если интересно, вот тут можно прочитать исследование Европейской южной обсерватории о влиянии таких скоплений спутников на астрономические наблюдения).

Из естественных объектов особый интерес представляют метеорные дожди — Геминиды в первой половине декабря и Персеиды в июле‑августе. Кстати, разница между метеором и метеоритом принципиальна: метеор — это тело, сгоревшее в атмосфере, а метеорит — то, что упало на Землю.

Приложения для отслеживания

Итак, существует множество приложений и сайтов, позволяющих наблюдать за перемещениями небесных объектов. Ниже приводятся несколько наиболее популярных. Не стоит воспринимать данные на сайте как сверхточные, но полагаться на них для планирования наблюдений можно вполне.

Heavens-Above

Веб‑сайт и одноименное мобильное приложение, предоставляющий информацию о пролетах искусственных и естественных спутников Земли, самый популярный в мире ресурс такого рода. Дает подробную информацию для отслеживания, наверное, всех объектов вообще, начиная от МКС и заканчивая малоизвестными аппаратами. Сервис формирует таблицу пролетов относительно конкретного приложения и предоставляет название спутника, его яркость, временной интервал пролета, а также дает направление, в какой стороне относительно наблюдателя пролетит объект — азимут и высота над горизонтом в градусах. Помимо этого, Heavens‑Above умеет показывать информацию по конкретным аппаратам: Хаббл, Энвисат и другие, показывать высоту МКС и отображать интерактивные карты движения спутников.

Функциональность мобильного приложения заметно меньше, чем у веб‑версии, что не слишком удобно, но что поделать. К слову, сам проект некоммерческий и бесплатный.

Чтобы получить данные о пролете, укажите данные о своем местоположении, потому что все расчеты привязываются к конкретной точке на карте. Не обязательно соблюдать абсолютную точность, погрешность в +/‑ 10 км вполне допустима. Далее выберите интересующий раздел, установите дату и получите примерно такую таблицу:

Кроме значений яркости (т. е. звездной величины), о которой было сказано выше, обращайте особое внимание на высоту над уровнем горизонта (где ноль градусов — сам горизонт, 90 градусов — точка над головой наблюдателя — зенит) и азимут. В этом случае под азимутом понимается направление от наблюдателя, в котором будет происходить пролет. Для ориентирования можно использовать такую картинку:

Satellite Tracker

Мобильное приложение с очень приятным дизайном и интуитивно понятным инструментарием.Оно способно предоставлять информацию обо всех искусственных спутниках в реальном времени, а еще можно использовать функцию «Вид неба» — навести камеру телефона на интересующий участок и просмотреть всю информацию об объектах перед вами. Нажав на значок спутника в правом верхнем углу экрана, можно просмотреть данные обо всех доступных для отслеживания объектах, справочную информацию и время пролетов.

Одна беда — в бесплатной версии доступна лишь информация об отслеживании МКС, а платную версию с информацией обо всех других спутниках не приобрести с российским аккаунтом в Google Play или Apple Store.

Star Walk 2

Приложение для мобильных устройств от создателей Satellite Tracker. По всей видимости, является его дальнейшим развитием и позволяет отслеживать не только спутники, но и планеты, звезды и созвездия, подсказывает фазу Луны, восход и заход Солнца. Как и у Satellite Tracker, присутствует режим дополненной реальности, так что следить за небом можно, просто направив телефон вверх. В некоторых случаях, если объекты на небе не совпадают с положением на экране устройства, требуется провести калибровку через настройки приложения.

Приложение может похвастаться приятной анимацией и атмосферным звуковым сопровождением. К сожалению, полный набор функций также недоступен для пользователей из России.

Find Starlink

Простой в использовании трекер от группы энтузиастов. Как следует из названия, отображает только спутники Старлинк и никакие другие.

Простой в использовании трекер от группы энтузиастов. Как следует из названия, отображает только спутники Старлинк и никакие другие.

Для использования необходимо указать местоположение — текстом или с помощью координат, а затем сервис покажет, когда именно следует ждать пролета заветной светящейся цепочки. В мобильных приложениях можно установить напоминание о пролетах с помощью кнопки «Remind me». В этом случае вам придет уведомление за 30 минут до пролета.

Сервис бесплатен как в веб‑версии, так и в мобильном приложении. Информация о движении «созвездий» спутников обычно появляется через несколько дней после вывода новой группы аппаратов на орбиту.

Satellitemap

Этот похожий на Google Earth сайт отображает местонахождение всех спутников Starlink на земной орбите. Доступна как обобщенная информация о группировке в целом , так и детальная о каждом спутнике: его траектория, дата запуска, высота и так далее.

Если зайти в настройки и задать местоположение в разделе «Home», то при нажатии на кнопку «calculate» сервис будет рассчитывать, пройдет ли над вами конкретный спутник.

Также сайт отображает данные местоположения для спутников GPS и OneWeb. Сайт бесплатный.

James.darpinian

На сайте, созданном Джеймсом Дарпиняном, инженером Google, можно увидеть не только отображение пролета спутников над местоположением, но и визуализацию их пролета с Земли с помощью Google Street View, как если бы вы сами стояли на улице и смотрели в небо. Отображаются далеко не все спутники, но и не только Starlink. Также возможно задать напоминание о пролете – например, через календарь. 

Заключение

С помощью этих сервисов можно подготовиться к созерцанию событий на ночном небе, которых на самом деле всегда немало. Например, в этом месяце планируется запуск еще двух групп «Старлинков», плюс регулярно можно наблюдать пролеты МКС.

23 февраля Луна будет проходить рядом с Юпитером, но вряд ли событие будет видно с территории России – в отличие от соединения Марса и Луны 28 февраля. Следите за астрономическими прогнозами (вот тут ссылка на один от Московского планетария), за информацией в приложениях и ловите свою точку на небе. 

НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:

— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS

Ты всегда знал, что спутники следят за тобой, а теперь и ты сможешь за ними следить.

Еще Иммануил Кант, помнится, говорил: «Две вещи приводят меня в изумление: искусственные спутники в небе над головой и нравственный закон внутри меня».

И если со вторым все еще каждому приходится разбираться лично, то с первым с развитием современных технологий все стало значительно проще и удобнее. Ведь существует сайт, который показывает, где в небе сейчас можно увидеть спутники или МКС.

Приложением для смартфона с тем же функционалом в наши дни никого не удивишь, а вот сайт, который работал бы на стационарных компьютерах, — отличное решение, ведь даже не надо вставать из-за стола, выходить на балкон и совершать все прочие действия, увеличивающие мировую энтропию.

Смотри, как выглядит Солнце с каждой из планет Солнечной системы (галерея)

Пользоваться им можно как на компьютере, так и на смартфоне. Сайт определит твое местоположение (с точностью до города) и покажет спутник, который ты можешь увидеть в небе невооруженным глазом.

Если на момент наблюдения таких не будет, то в левой части экрана можно выбрать время суток, в которое какой-то из спутников будет пролетать прямо над головой.

Во время поисков сигналов от российских спутников МКА-Н, был обнаружен сигнал неопознанного спутника, которого у меня нет в каталоге. Напомню аппараты МКА-Н №1 и №2 были запущены 14 июля 2017 года с космодрома Байконур и не вышли на связь. По неофициальной причине – из-за аварии с разгонным блоком «Фрегат», хотя «Роскосмос» не признаёт это. Изготовителем этих двух аппаратов является частная российская компания «Dauria Aerospace». Теперь «Роскосмос» требует со стартапа 290 миллионов рублей за неработающие космические аппараты (источник). После 3 дней поисков сигналов, они так и не были обнаружены. Зато был обнаружен другой любопытный сигнал. Этого аппарата у меня нет в каталоге, значит его надо идентифицировать и занести в свой каталог.

Первым делом идём на сайт https://www.space-track.org/ и скачиваем TLE всех объектов на орбите Земли и загружаем их в программу Orbitron. Orbitron — система слежения за спутниками, предназначенная для радиолюбителей и любителей визуальных наблюдений. Ее также применяют профессионалы-метеорологи и пользователи спутниковой связи. Программа показывает положения спутников на любой заданный момент (как в реальном времени, так и в режиме симуляции). Программа БЕСПЛАТНА (Cardware), и считается одной из самых простых в обращении, и одновременно самых мощных программ слежения за спутниками, по мнению тысяч ее пользователей со всего мира.
Получаем координаты всех объектов на орбите Земли, которые были в каталоге https://www.space-track.org/ (16789 объектов)

Переходим в режим симуляции и устанавливаем дату и время когда мы слышали сигнал со спутника. Получаем картинку всех объектов над головой (для визуализации). Один из них – наш аппарат который мы хотим идентифицировать.

Теперь при помощи расчёта узнаем какие спутники были над головой в этот промежуток времени. Получили цифру в 1868 объектов. Это искать иголку в стоге сена 🙂

Нужно уменьшить количество аппаратов до минимума. Для этого нужно узнать орбитальный период спутника. Проводим еще пару наблюдений в ожидании появления сигнала и посчитать время между ними.
Появление первого сигнала:

Появление второго сигнала:

Из полученных наблюдений получаем, что орбитальный период спутника примерно 1 час 35 минут и 15 секунд (95 минут). С таким периодом обращения вокруг Земли летают спутники по LEO орбите. LEO орбита (низкая околоземная орбита) – космическая орбита вокруг Земли, имеющая высоту над поверхностью планеты в диапазоне от 160 км (период обращения около 88 минут) до 2000 км (период около 127 минут). Согласно полученным сведениям убираем спутники из программы Orbitron, которые летают выше этой орбиты. Плюс к этому можно убрать аппараты военного назначения, метеорологические аппараты, аппараты GPS и аппараты связи. Получаем следующую картинку. Уже намного лучше 🙂

Над головой:

Для полноты наблюдений, сделаем еще одно наблюдение спутника с привязкой ко времени и получить 4 точки орбиты.

Теперь мы имеем 4 точки орбиты когда спутник появляется над горизонтом:
– 14 марта 2018 года 07:52:10 UTC
– 20 марта 2018 года 07:20:20 UTC
– 20 марта 2018 года 08:55:35 UTC
– 20 марта 2018 года 16:38:50 UTC
По этим временным меткам создаём 4 списка со спутниками, которые были в зоне видимости. Сравниваем списки на наличие одинаковых спутников, а если какого то спутника нет в одном из списке, то удаляем его. Не забываем учитывать то, что аппарат должен находится не высоко над горизонтом.
После всех операций, у нас под параметры подошел лишь один аппарат: TYVAK-61C.

TYVAK-61C – NORAD: 43144, номер COSPAR: 2018-004-AK, Период: 1h 34m 32s (мой расчётный период – 1 час 35 минут и 15 секунд).
Теперь определяем точную частоту сигнала спутника. В этом нам поможет Эффект Доплера. Эффект Доплера — изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемое наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения и/или движения наблюдателя (приёмника). Эффект назван в честь австрийского физика Кристиана Доплера.
Теперь зная параметры орбиты, рассчитываем Эффект Доплера. При таких параметрах орбиты на частоте 400.000 MHz, он будет составлять +/- 0.009520 MHz.

Зная частоту, когда приходит первый сигнал со спутника , рассчитываем рабочую, компенсируя Эффект Доплера. Получается – 401.050 MHz.
Проверяем расчёты в реальном времени. Ждём следующего прохождения спутника и смотрим как сигнал будет расходиться с расчётным. Если будут большие расхождения во время приёма, значит это не тот аппарат, если всё будет точно, то это спутник TYVAK-61C. Запускаем приёмную станцию. У нас получилось расхождение частоты приёма и частоты сигнала спутника (сигнал со спутника появился на частоте 401.042 MHz, а расчетная частота приёма должна быть 401.052 MHz).

Расхождение может быть по двум причинам, первая – спутник определили не правильно, а вторая – шкала времени и частоты на предыдущих скринах (обзорного сканирования частоты) имеет небольшую погрешность. На 95% в этом виновата вторая причина. Зная положение спутника в пространстве, точное время приёма сигнала и частоту приёма сигнала, пересчитываем Эффект Доплера. Получаем частоту 401.040 MHz. Устанавливаем частоту приёмника 401.040 MHz и следим за частотой сигнала и расчетной частотой.

Вот теперь частота приёма с учетом Эффекта Доплера сходится. И можно смело сказать, что это спутник TYVAK-61C.
TYVAK-61C – Американский астрономический спутник, который был изготовлен компанией Tyvak Nano-Satellite Systems, Inc. Аппарат предназначен для каталогизации изменения света звезд. Спутник имеет размеры 10×30 см (3U CubeSat). TYVAK-61C был запущен 12 января 2018 года с космодрома “Шрихарикота” в Индии. К сожалению, изображения аппарата в интернете я не нашел, но примерно он выглядит как спутник NanoACE.

Переключаем приёмник с обзорной антенны на направленную с поворотным устройством. Будем пробовать принять информацию с него и декодировать сигнал.

Мы идентифицировали спутник, определили частоту сигнала и декодировали сигнал 🙂 Позывной спутника: GEOSF1.
Аппарат добавлен в список спутников https://r4uab.ru/tle/
Как добавить базу SATONLINE в Orbitron: https://r4uab.ru/orbitron-setting/
Таблица частот: https://r4uab.ru/frequency/