晚上當(dāng)你在院子里看星星時(shí)，突然你會發(fā)現(xiàn)在天空中出現(xiàn)了一道難以置信的閃光，這道閃光甚至比金星還要亮100倍。它緩慢而穩(wěn)定的移動，慢慢的變亮，然后又漸漸的退去。那是一駕燃燒的飛機(jī)嗎？或者是一顆緩慢移動的流星？還是一顆超新星？最有可能的答案是，這是一顆正反射陽光的通訊衛(wèi)星——銥星（Iridium）。銥星的天線是極佳的反射鏡。
當(dāng)按原計(jì)劃在軌道上展開之后，銥星的軸線會指向地球中心，三塊鍍銀的主任務(wù)天線也會向外展開，傳送無線電信號——或者偶爾反射一下陽光。圖中的第三塊天線在衛(wèi)星的后面。承蒙Donald Baker提供照片。
銥星概況
銥星是低地球軌道衛(wèi)星群的第一部分。衛(wèi)星群包含了大量的低軌道衛(wèi)星，其中的一部分（例如，銥星）將用于傳輸數(shù)字電話信號，另一部分將用于傳輸擬定中的無線電子郵件。銥星閃閃發(fā)光的主任務(wù)天線主要是用來在1616-1626.5MHz波段傳輸數(shù)字信號的。主任務(wù)天線由Raytheon制造；銥星則是由摩托羅拉衛(wèi)星通信公司裝配的。
1997年8月26日Paul Maley在休斯敦拍攝到了穿過鯨魚座最南端的5顆銥星（從左到右依次為銥星22-26號）。在世界時(shí)11:02，Maley曝光90秒拍攝了這張照片。在發(fā)射升空后不久，衛(wèi)星會占據(jù)同一軌道面的不同位置。
總耗資50億美元的66顆衛(wèi)星均勻占據(jù)了6條軌道，在每條上有11顆衛(wèi)星。但原計(jì)劃是使用77顆衛(wèi)星占據(jù)7條軌道，所以用第77號元素銥來命名。也許可以把完成后的衛(wèi)星陣想象成環(huán)繞原子的電子的軌道模型。（可以理解的是，當(dāng)摩托羅拉公司將衛(wèi)星個(gè)數(shù)削減到66顆時(shí)，并沒有將其改名為第66號元素鏑。）
1997年5月5日使用德爾塔Ⅱ型火箭發(fā)射了首批的5顆銥星。業(yè)余衛(wèi)星觀測者都期盼著觀看這一“五重奏”：幾顆衛(wèi)星排成行穿過天空。他們并沒有失望。在5月5日發(fā)射的一天之內(nèi)，衛(wèi)星觀測者Ronald Lee便報(bào)告看見了全部5顆衛(wèi)星。
之后，美國的“德爾塔”火箭、俄羅斯的“質(zhì)子”火箭和中國的“長征”運(yùn)載火箭陸續(xù)發(fā)射了剩下的衛(wèi)星。現(xiàn)在有79顆（其中包括備用衛(wèi)星）銥星正在環(huán)繞地球的軌道上。每次發(fā)射運(yùn)載火箭都會將衛(wèi)星送入500千米高的停靠軌道，在那兒地面站會對衛(wèi)星進(jìn)行為期幾周的檢查。然后，衛(wèi)星依靠自己的推進(jìn)系統(tǒng)爬升到792千米的工作軌道。在這條100分鐘的工作軌道上，每顆衛(wèi)星每天將環(huán)繞地球14.34圈。
黑夜中閃光
正如天文愛好者所知道的，從地面上看許多人造衛(wèi)星會突然變亮。確實(shí)，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡是最著名的“變亮度”衛(wèi)星之一。當(dāng)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡改換觀測目標(biāo)時(shí)，它的太陽能電池板和高反射表面就會使衛(wèi)星增亮數(shù)等。因此當(dāng)加拿大女王大學(xué)的化學(xué)教授Brian K. Hunter于1997年第一次報(bào)告銥星閃光時(shí)，并不是一個(gè)十分令人吃驚的事。
1997年8月16日，在一個(gè)名為“SeeSat”的衛(wèi)星觀測者電子郵件組中報(bào)告了他的發(fā)現(xiàn)：“8月14日我正在觀測，突然在東北方向看見了一個(gè)非常明亮的天體……它持續(xù)了幾秒鐘，然后又慢慢的變暗。”
“當(dāng)它變暗時(shí)，”Hunter繼續(xù)寫道，“我便拿起了我的80mm望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測。當(dāng)它于01:54:31（世界時(shí)）在飛馬κ上方2度的地方經(jīng)過時(shí)，亮度已經(jīng)減弱到了6等。從時(shí)間和亮度（非閃光期間）來看，這鐵定是銥星。”
隨后許多觀測者也證實(shí)了這一閃光現(xiàn)象。一次經(jīng)典的銥星閃光可以維持10-20秒，亮度從“勉強(qiáng)可以看見”到“難以置信的明亮”，這取決于太陽—衛(wèi)星—觀測者之間的角度。通常很難估計(jì)銥星閃光峰值時(shí)的亮度，因?yàn)榇藭r(shí)天空中往往沒有可以比較的明亮天體。在衛(wèi)星達(dá)到最亮的期間，一般它會在天空中運(yùn)動5°到10°。
Lee描述了10月5日它所作的銥星觀測：“我架好了我的相機(jī)”，等待著銥星6號的出現(xiàn)，“一開始它很暗，然后開始快速變亮，最后變成了我所見過的最亮的衛(wèi)星。相比之下，天狼星盎然失色！”
到1997年9月29日，人造衛(wèi)星觀測者Rob Matson和Randy John幾乎同時(shí)宣布他們各自獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)了預(yù)報(bào)銥星閃光的方法。而且都慷慨的在互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)提供相應(yīng)的程序。自那以后，類似于“Heavens Above”的網(wǎng)站開始扮演預(yù)言家的角色，它可以為全世界任何地方的觀測者預(yù)報(bào)銥星閃光。
天空中的魔鏡
除非你親眼目睹，你很難想象銥星到底有多亮。有觀測者說在有薄云的情況下也能看到銥星閃光，而有許多人甚至在白天也看到了銥星閃光。白天出現(xiàn)的銥星閃光和白天看見的金星差不多：假如你知道何時(shí)何地會出現(xiàn)的話，不妨試試。
乍一看你會覺得很吃驚，主任務(wù)天線只有門那么大——188cm×86cm。很難相信即使是相同長度的試衣鏡在800千米的地球軌道上能反射出這樣亮的光芒。但事實(shí)是，每塊主任務(wù)天線即使是在頭頂方向時(shí)的張角也僅僅只有0.11平方角秒。而就是這樣小的面積卻能產(chǎn)生將近-8等的閃光——幾乎和新月一樣亮。
在任何時(shí)間地球上總有一塊地方可以看見比金星還亮的閃光。現(xiàn)在，預(yù)報(bào)程序假設(shè)主任務(wù)天線與衛(wèi)星有確定的夾角，衛(wèi)星的主軸完全垂直，而且地球也是光滑的。當(dāng)然，沒有一個(gè)假設(shè)是完全正確的，因此預(yù)報(bào)的亮度會有一定的誤差。
從統(tǒng)計(jì)上講，你的緯度越高，看見銥星的可能性越大。因?yàn)?條大傾角軌道都穿過極點(diǎn)。在中緯度地區(qū)的冬季——即使是在較差的觀測條件下——平均每晚你也能看到1-2次中等亮度的銥星閃光。視寧度在這里所起的作用很小。
是美景還是污染
好消息是，對于進(jìn)行專業(yè)觀測的天文學(xué)家來說銥星閃光所造成的潛在影響并不比光污染來得大。在太空中大約有超過8000個(gè)人造天體，其中每一個(gè)都有可能在長時(shí)間曝光的底片上留下潛在的痕跡。從概率的角度講，增加72個(gè)天體以及一些火箭殘骸并不會使這個(gè)概率大幅度升高。
對于小視場的觀測來說，銥星閃光出現(xiàn)在你視場中的可能性確實(shí)十分得小。但是當(dāng)你進(jìn)行大視場觀測，尤其是進(jìn)行長時(shí)間曝光時(shí)，就應(yīng)該注意了。在計(jì)劃天體攝影前最好察看一下銥星閃光的預(yù)報(bào)。當(dāng)銥星預(yù)計(jì)要出現(xiàn)在你觀測的視場中時(shí)，你可以更改觀測時(shí)間或者遮住你的照相機(jī)鏡頭。
銥星閃光也可能會影響已經(jīng)適應(yīng)黑暗的眼睛。但是肯定不會造成比探照燈或者車燈更壞的影響。
當(dāng)然，出現(xiàn)一種新的光污染是確實(shí)是一種憾事。但是現(xiàn)在已經(jīng)可以較為精確的預(yù)報(bào)銥星了，它們也可以成為令人激動的天象（當(dāng)然，這取決于你的態(tài)度）。