編者按：前段時(shí)間微信的登錄界面暫時(shí)由NASA拍攝的著名“藍(lán)色彈珠”照片換成了我國(guó)新一代氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào)A星拍攝的地球全景照，引起了朋友圈的爭(zhēng)相刷屏。而風(fēng)云四號(hào)A星作為一顆氣象衛(wèi)星，其軌道高度約為3.58萬(wàn)千米，它實(shí)際上是一顆地球靜止軌道衛(wèi)星。本文簡(jiǎn)單介紹了如何看到地球靜止軌道衛(wèi)星的方法。 　　天上有無(wú)數(shù)的衛(wèi)星日夜不停地圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，其中轉(zhuǎn)播電視信號(hào)的地球靜止軌道衛(wèi)星位于赤道上空，距離地面超過(guò)3.5萬(wàn)千米。怎么才能看到它們呢？《天空和望遠(yuǎn)鏡》雜志手把手來(lái)教你。 　　同步衛(wèi)星軌道示意圖 　　9月的第2周時(shí)，我（Bob King，業(yè)余天文學(xué)家，本文作者）將相機(jī)隨便指向水瓶座的一個(gè)天區(qū)（但該天區(qū)要位于地球同步衛(wèi)星帶上），選用2.8的光圈、感光度ISO400、設(shè)定曝光3分鐘，然后進(jìn)行拍攝，看看能否拍下一些有趣的東西。 　　哇…哇…哇，瞧瞧我都拍下啥了——1顆、2顆、3顆……一共有11顆定點(diǎn)不動(dòng)的地球同步衛(wèi)星排成一行出現(xiàn)在照片里！之后我又拍攝了幾個(gè)晚上，盡管恒星每晚的位置都逐漸西移，但這些地球同步衛(wèi)星仍然一直在同一個(gè)地方。我完全迷上了拍攝地球同步衛(wèi)星這件事。 　　照片中的11顆同步衛(wèi)星 　　對(duì)地球來(lái)說(shuō)，所謂的同步衛(wèi)星（又叫靜止軌道衛(wèi)星）其軌道位于赤道上空某一點(diǎn)處，繞地球公轉(zhuǎn)的周期恰好和地球自轉(zhuǎn)的周期相同（都是約24小時(shí)），這樣（對(duì)于地球上的觀察者來(lái)說(shuō)）同步衛(wèi)星就始終定點(diǎn)于地球赤道上空某處了。盡管從地面看地球同步衛(wèi)星幾乎不動(dòng)，但實(shí)際上這些衛(wèi)星為了跟上地球的自轉(zhuǎn)速度，必須以11300千米/小時(shí)的速度繞地球公轉(zhuǎn)。截至2017年8月10日，在地球同步衛(wèi)星帶上共有447顆在正常工作的同步衛(wèi)星，而如果算上已經(jīng)退役不再工作的衛(wèi)星，這個(gè)地球同步衛(wèi)星帶上分布著超過(guò)1400顆的同步衛(wèi)星。 　　每顆同步衛(wèi)星都占據(jù)了地球同步衛(wèi)星帶上的一段狹長(zhǎng)條，狹長(zhǎng)條的長(zhǎng)度設(shè)置要考慮到避免同步衛(wèi)星間的通信干擾和潛在的相互碰撞危險(xiǎn)。 　　靜止軌道衛(wèi)星能保持軌道始終在地球赤道上空精確的某一點(diǎn)位置（術(shù)語(yǔ)叫軌跡保持），靠的是自身的小推力發(fā)動(dòng)機(jī)不時(shí)對(duì)軌道的修正（因?yàn)榈厍蛐螤畈灰?guī)則導(dǎo)致地球引力場(chǎng)的變化、地磁場(chǎng)的影響，以及太陽(yáng)甚至月亮的引力的因素）。 　　同步衛(wèi)星（這里特指IGSO，即除了靜止衛(wèi)星以外的同步衛(wèi)星）的在天球上的日行跡會(huì)稍微比赤道偏北或偏南一點(diǎn)（因?yàn)槠滠壍烙幸粋€(gè)很小的傾角）。 　　由于靜止衛(wèi)星在定點(diǎn)位置也會(huì)因種種因素發(fā)生軌道漂移（如果不用小推力發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火進(jìn)行軌道修正和軌跡保持的話(huà)），因此靜止衛(wèi)星的實(shí)際位置常常是位于一個(gè)小方格之內(nèi)。 　　靜止軌道衛(wèi)星帶上的衛(wèi)星分布 　　多數(shù)地球靜止衛(wèi)星都是通信衛(wèi)星。地面只要通過(guò)衛(wèi)星接收天線(xiàn)固定指向靜止衛(wèi)星所在的天區(qū)就可以接收到由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的各路電視節(jié)目。通過(guò)地球靜止通信衛(wèi)星，我們喜歡的各類(lèi)電視節(jié)目得以傳遞到世界的各個(gè)角落。此外，軍用地球靜止通信衛(wèi)星則可以對(duì)某一特定地區(qū)進(jìn)行24小時(shí)不間斷地持續(xù)監(jiān)視，比如可以監(jiān)視有無(wú)導(dǎo)彈發(fā)射等。 　　很多地球同步衛(wèi)星的星等亮度在10等-12等之間，所以你使用一架4英寸（10.2厘米）口徑的小型望遠(yuǎn)鏡就可以找到同步衛(wèi)星。同步衛(wèi)星也很好拍攝，高ISO值（高感光度）、大口徑鏡頭并不是必須的，只要有一架相機(jī)能曝光幾分鐘時(shí)長(zhǎng)——這個(gè)時(shí)間足以讓恒星隨地球自轉(zhuǎn)而在照片上產(chǎn)生星軌，你就能很容易從照片上分辨出同步衛(wèi)星來(lái)（因?yàn)樗鼈儾粍?dòng)呀，沒(méi)有星軌，只是一個(gè)點(diǎn)）。將相機(jī)的快門(mén)設(shè)定為“B”門(mén)、ISO設(shè)定到400（適用于夜晚）。設(shè)定“B”門(mén)有幾種辦法，你可以自己一直按著快門(mén)按鍵不放，也可以用一根B門(mén)線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)B門(mén)拍照（推薦用B門(mén)線(xiàn)，因?yàn)樗饶茚尫拍愕碾p手，又能避免你手持相機(jī)時(shí)不小心產(chǎn)生的振動(dòng)）。拍照時(shí)最好用100-200mm的長(zhǎng)焦鏡頭，因?yàn)檫@樣成像更銳更清晰，曝光時(shí)長(zhǎng)用2-4分鐘為宜。照片拍好后，你放大相片查看會(huì)發(fā)現(xiàn)，畫(huà)面中有很多長(zhǎng)長(zhǎng)的星軌（恒星形成的，當(dāng)然前提是你沒(méi)有用赤道儀），還有一行不動(dòng)的小光點(diǎn)——這就是同步衛(wèi)星啦！ 　　用星空模擬軟件Stellarium模擬的北緯42°看到的地球同步衛(wèi)星帶 　　（藍(lán)線(xiàn)是天赤道，即赤道在天球上的投影；黃線(xiàn)是地球同步衛(wèi)星帶） 　　當(dāng)然，你需要知道當(dāng)?shù)鼐暥葘?duì)應(yīng)的地球同步衛(wèi)星帶在天空上的位置。對(duì)于北半球的觀星者來(lái)說(shuō)，看到的地球同步衛(wèi)星帶在天空的位置總會(huì)在天赤道的南邊幾度（參看上圖），這是由于視差所致。舉個(gè)例子，以我（Bob King）所處的位置（北緯47°）來(lái)說(shuō)，同步衛(wèi)星帶會(huì)出現(xiàn)在天赤道偏南7°的地方，即子午圈（在地平坐標(biāo)系中經(jīng)過(guò)北天極的地平經(jīng)圈）36°高的位置。下面的這張表格就給出了北半球不同緯度處，地球同步衛(wèi)星帶的修正值；如果你在南半球，則應(yīng)該用相反的修正值。 　　所以當(dāng)我想觀察地球同步衛(wèi)星時(shí)，我就打開(kāi)類(lèi)似Stellarium這樣的星空模擬軟件，先標(biāo)出一個(gè)天赤道的位置，然后再在天赤道以南約7°的位置上畫(huà)出一條赤緯線(xiàn)，即是地球同步衛(wèi)星在當(dāng)?shù)鼐暥人吹降奈恢茫谶@條赤緯線(xiàn)上找到亮星和容易辨識(shí)的深空天體，記下亮星或深空天體的坐標(biāo)位置。到戶(hù)外去操作望遠(yuǎn)鏡，選用低放大率的視場(chǎng)（64倍）（意味著望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)更大，有機(jī)會(huì)一次看到更多的同步衛(wèi)星），使其視場(chǎng)中心指向標(biāo)記的亮星或深空天體，然后開(kāi)始拍攝，靜靜等待。確保望遠(yuǎn)鏡上的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器或赤道跟蹤儀是關(guān)閉的，這樣能得到效果更好的照片（因?yàn)槌嗟栏檭x關(guān)閉時(shí)，恒星有星軌，同步衛(wèi)星只是一些光點(diǎn)、無(wú)星軌，易辨認(rèn)；如果打開(kāi)赤道跟蹤儀，則恒星沒(méi)有星軌、變成了光點(diǎn)，而同步衛(wèi)星的像卻拖長(zhǎng)成了星軌，而且會(huì)變暗，不易辨認(rèn)，同步衛(wèi)星的星等多在10等-12等之間）。 　　當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月12日22時(shí)23分，作者拍攝到的幾顆地球同步衛(wèi)星 　　怎么樣？找到地球同步衛(wèi)星十分容易吧。 　　不同于國(guó)際空間站（ISS）和低軌道地球衛(wèi)星，地球靜止衛(wèi)星整晚都可以觀測(cè)，全年都可以觀測(cè)。一天中最多也只有約70分鐘可能看不到同步衛(wèi)星，而這是特殊時(shí)期時(shí)，就是當(dāng)?shù)厍蜢o止衛(wèi)星在春分點(diǎn)或秋分點(diǎn)前后的兩周內(nèi)，可能會(huì)不時(shí)落入地球的陰影內(nèi)（像發(fā)生月全食一樣，地球擋住了陽(yáng)光，同步衛(wèi)星不能被陽(yáng)光照亮并反射陽(yáng)光，自然就看不見(jiàn)了）。 　　NASA于1963年2月14日發(fā)射的人類(lèi)第一顆地球同步衛(wèi)星——Syncom I衛(wèi)星 　　

如何才能看到地球靜止軌道衛(wèi)星并給它拍個(gè)照？

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