ИСЗ

[sc0t]

Простите за глупый вопрос -
Объясните с научной точки зрения - может ли человек невооруженным глазом наблюдать ИСЗ и почему.
PS больше всего интересует вопрос почему их можно видеть, а не можно ли их(спутники) видеть

[iNfantry]

Както был в деревне, лет 10 мне было - просто поздно вечером валялся в траве глядя на звездное небо - и частенько там исз наблюдал - очень тусклая синяя НЕ мерцающая точка плавно двигалась по небу по ровной линии. Это 100% не самолет, так как точка крайне маленькая и еще раз повторюсь - не мерцающая и синего цвета. Причем я уверен что это никакое к черту не нло и не астеройд)))

[sc0t]

скажу по другому, интересует физико-математическое обоснование 

[delphinus]

Видеть их можно из-за того, что свет отражается от солнечных батарей и другого оборудования (на сколько я знаю)

[sc0t]

дада, все так и есть, но нужна информация от начала до конца с формулами, коэффициентами отражения от поверхности, какое время затрачивает свет на путь и тд, те весь процесс, но только спутников видимых невооруженным глазом.
ЗЫ искать уже сил больше нет, поэтому обращаюсь сюда

[garruchek]

Наблюдать низкие спутники глазом можно, но в этом нет никакого смысла и научной ценности. Тогда непонятно зачем нужно научное обоснование ненаучного занятия 

[Net]

дада, все так и есть, но нужна информация от начала до конца с формулами, коэффициентами отражения от поверхности, какое время затрачивает свет на путь и тд, те весь процесс, но только спутников видимых невооруженным глазом.
ЗЫ искать уже сил больше нет, поэтому обращаюсь сюда

Все что вы просите, могу предложить в Орбитроне - www.stoff.pl.
Если функциональность понравится, можете у автора исходники sgp модели попросить. Только на счет коэффициентов отражения я сомневаюсь.. На всех и вся спутников не напасешся базой данных.

[Iskandar]

...какое время затрачивает свет на путь...

А этот-то фактор каким боком имеет отношение к возможности видеть спутники?

[sc0t]

проблема вот в чем, требуется спор разрешить, но мне не хватает знаний для объяснения причины, почему мы можем видеть невооруженным глазом ИСЗ. визуальные наблюдения и тд, челоевка не устраивают. нужно подробно

[ENF]

А этот человек не оспаривает, что мы можем видеть Луну? Или Марс?

Вообще-то так уж устроена наука: если явление существует, то теоретические выкладки, доказывающие несуществование этого явления говорят о том, что теория неправильна, а не явление.

[AstroNick]

проблема вот в чем, требуется спор разрешить, но мне не хватает знаний для объяснения причины, почему мы можем видеть невооруженным глазом ИСЗ. визуальные наблюдения и тд, челоевка не устраивают. нужно подробно

Так попробуйте вычислить, например, блеск Луны, если уменьшить её до размера 1 метр в диаметре и поместить на расстояние 500 км. Ну и альбедо повысить хотя бы до 0.5 (спутники всё же не сажей покрыты). А уж дальше можно поиграть с размерами, расстояниями и фазами... А ведь действительно интересно, какой блеск получится...

[krypton]

проблема вот в чем, требуется спор разрешить, но мне не хватает знаний для объяснения причины, почему мы можем видеть невооруженным глазом ИСЗ. визуальные наблюдения и тд, челоевка не устраивают. нужно подробно

скажу по другому, интересует физико-математическое обоснование 

 Странный спор. То есть просто взглянуть вечерком на небо Вашего оппонента не устраивает, подавай-ка в аналитическом виде. С коэффициентами отражения и временем, затраченным на путь света...

 Где-то на форуме подобные расчёты уже приводились, но можно ещё раз. Как бы это попроще-то ("по нашему, по неученому-с" /А.П.Чехов) ...

 Очевидно, человек не будет возражать, что невооружёным глазом можно видеть полную Луну, ибо оная, отражая солнечные лучи, радует влюблённых и сердит дипскайщиков. То же самое и со спутниками. Давайте посмотрим, в чём разница: с одной стороны, спутники намного меньше Луны, с другой - намного ближе. Кроме того, их поверхность отражает больше лучей, чем Луна с её 12%-м коэффициентом отражения (т.н. геометрическое альбедо).

 Прикинем на примере белого (альбедо 80%) сферического спутника диаметром 2 метра, находящегося на низкой околоземной орбите и видимого с расстояния в 500 км при фазе 0.5 (у них тоже наблюдаются фазы, как у Луны). Кстати, такие спутники реально существуют, правда, на немного других орбитах.

 Итак, ИСЗ vs Луна. Площадь отражения меньше в (1737000 м {радиус Луны} / 1 м {радиус ИСЗ})² = 3017169000000 раз. Это в знаменателе.
Зато спутник ближе в (384400 км {до Луны}/ 500 км {до ИСЗ}) = 769 раз. Поскольку освещённость пропорциональна квадрату расстояния, берём 769² = 591361. Это в числителе, ибо в нашу пользу. Учтём разницу в альбедо: (0.8 {ИСЗ} / 0.12 {Луна}) = 7 раз, в числитель. Наконец, поделим всё на 2 (или, что то же самое, помножим на фазу, равную 0.5).

 Как видите, физико-математические обоснования вполне на уровне школьника. Что имеем в итоге: (591361 х 7) / (3017169000000 x 2) = 6.8 x 10^-7. Наш спутник будет в 1.5 миллиона раз тусклее, чем полная Луна!

 Но мы его всё равно увидим, и вот почему. Есть такое понятие, как звёздные величины. Яркие звёзды имеют нулевую (чисто математическая условность) величину, более слабые - первую, вторую и так далее. Самые слабые звёзды, видимые невооружённым глазом, имеют шестую величину. Те, что слабее (седьмая и более), видны уже только в телескоп. У ярких светил, таких как Солнце, Луна, Венера звёздная величина отрицательна (опять-таки, чисто математически).

 Блеск полной Луны эквивалентен минус 13-й звёздной величине; это справочные данные. Согласно известной каждому астроному формуле Погсона, звёздная величина спутника будет:

 -12.7 {Луна} + 2.5 lg 1500000 {разница в освещённости от Луны по сравнению с ИСЗ} = 2.7

 Следовательно, наш шарик будет виден на небе как звезда третьей величины, вполне доступной невооружённому глазу.

P.S. Пока стучал по клавишам, Н.Александрович озвучил ту же очевидную идею.

[AstroNick]

P.S. Пока стучал по клавишам, Н.Александрович озвучил ту же очевидную идею.

Только не стал утруждать себя вычислениями  , надеясь втайне  , что спрашивающий проделает их сам, что и будет лучшим ответом на вопрос! Когда вычисляешь что-то сам - получается намного убедительнее, чем если вычислит кто-то другой  Видимо, потому, что затраченные усилия обязывают с почтением относиться к собственноручно полученному результату 

А использовать в качестве "образца" Луну - это действительно самый очевидный ход

[sc0t]

вопрос от "человека": сама схема расчетов очевидна и понятна, однако оппонент "забыл" уточнить, что рассмотреть ИСЗ мы пытаемся ночью, от 00.00ч. до 05.00, и, соответственно, в расчеты вмешивается тень земли. 

[Sleepwalker]

Ну так и объясните Вашему "челочеку", что далеко не все спутники попадают в тень, точнее они то попадают, но происходит это лишь в некоторые часы, в некоторых участках орбиты, а не жестко с 0 по 5 часов ночи . Тут играет роль широта наблюдателя, время года и высота орбиты.

[krypton]

 Для полноты картины осталось только добавить, что благодаря наклону плоскости земного экватора к плоскости эклиптики, а также из-за несферичности земного "шара" существуют орбиты, на которых искусственный спутник оказывается постоянно освещённым Солнцем, т.е. вообще не входит в тень.

[AstroNick]

Какие орбиты существует - это уже следующий вопрос. А на данном этапе доказательство сводится к задаче о дальности горизонта для наблюдателя, "воспарившего" на некоторую высоту над земною твердью. Если взять высоту h=300 км (что маловато даже для МКС, и без того низколетающей), для неё дальность горизонта составит около 2 тыс. км, а если не полениться произвести элементарное триганометрическое решение треугольника, то легко получить предельный угол погружения Солнца под горизонт, при котором МКС, находясь у наблюдателя в зените (!), будет всё ещё освещена прямыми лучами Солнца. Лично у меня этот угол получился 17 градусов - как раз время наступления астрономической ночи! Для более высоких орбит и для спутников не в зените предельный угол погружения Солнца будет, естественно, ещё больше  - вот вам и полночь!
Но если "оппонент" на это возразит, что Солнце на ночь гаснет, то сдаюсь 

P.S. А, чего уж там... Вот формула для предельного угла Ф погружения Солнца для спутника в зените на высоте h над земной поверхностью: cos(Ф)=R/(R+h), где R~6370 км - радиус Земли.

[sc0t]

огромное спасибо, в пятницу продолжим

[ched]

Вот прикладная формула для расчёта звёздной величины спутника (в физических основах я плохо разбираюсь ):

m=m₀-15.75+2.5*log((dist²)/illum)

где:

m₀ - стандартная звёздная величина спутника;
dist - расстояние от наблюдателя до спутника в км;
illum - освещение спутника, зависит от угла Солнце-спутник-наблюдатель.

(Формула идеальна для шарообразного спутника.)

[Sleepwalker]

В закромах родины откопал научную статью "Optical characteristics of artificial satellites".

Привожу тезисы:

This paper presents a comprehensive study of the observed optical characteristics of several hundred satellites. The primary data for the study were 22,000 optical observations gathered by volunteer observers. These observations were reduced to standard observing conditions and subjected to numerous statistical tests that verified the quality of the data and identified the principal sources of variance. For instance, it was found that the observations reported by individual observers tended to be internally consistent. However, there was considerable difference in the mean magnitude reported by different observers. In general the observations tended to be of very high quality, thus indicating the ability of volunteer observers to contribute valuable scientific data. The observational results were also compared with theoretical satellite brightness predicted by equations derived by the authors. Consistent agreement with theoretical calculations was found.

Попробовал поискать в инете доступный источник - не нашел.
Разместил у себя: http://www.heavensat.ru/wsrn.pdf (1.7 mb)