人造的星星

文/獵戶座天文 鄒洪瑤

在一個(gè)晴朗的夜晚，當(dāng)你抬頭仰望滿天繁星，某一時(shí)刻，你會(huì)看到一顆星星在快速地移動(dòng)，不一會(huì)兒，就消失在夜空之中。那么，請(qǐng)不要懷疑自己的眼睛，你看到的很可能是一顆——人造衛(wèi)星。

恒星、行星和衛(wèi)星

我們?cè)谝箍罩锌吹降慕^大部分天體都是恒星，太陽是一顆恒星，由于太陽距離地球更近一些，所以它看上去很大，而其他的恒星離我們太過遙遠(yuǎn)，所以它們看起來就是一個(gè)小光點(diǎn)。恒星之所以能夠發(fā)光，是因?yàn)槠鋬?nèi)部在不停地進(jìn)行著核聚變反應(yīng)，你可以把這種反應(yīng)理解成無數(shù)小顆粒在相互碰撞并發(fā)生爆炸，從而釋放出大量的光和熱。

有些自身不會(huì)發(fā)光的天體會(huì)沿著閉合軌道繞恒星轉(zhuǎn)動(dòng)，由于它們會(huì)反射恒星的光芒，所以在夜空中看上去也十分明亮，我們把這種繞著恒星轉(zhuǎn)動(dòng)的天體稱為行星。地球繞著太陽轉(zhuǎn)，地球就是一顆行星。

如果一個(gè)天體繞著行星轉(zhuǎn)動(dòng)，我們就稱它為衛(wèi)星。月球繞著地球轉(zhuǎn)，月球就是地球的天然衛(wèi)星，并且是唯一的一顆。人造地球衛(wèi)星，顧名思義，就是人類制造并發(fā)射到太空中，繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)的衛(wèi)星。無論是地球的天然衛(wèi)星還是人造衛(wèi)星，它們都是通過反射太陽光來發(fā)光的。只有極少數(shù)的人造地球衛(wèi)星可以主動(dòng)發(fā)光。

圖中從左到右貫通的一條白線是中國空間站“天和”核心艙過境，其他短線為星星的軌跡，右上角的多條亮線是飛機(jī)的軌跡

人造地球衛(wèi)星

人造地球衛(wèi)星不能自己飛到天上去，需要被火箭或其他運(yùn)載工具送上去。發(fā)射時(shí)，衛(wèi)星被裝在火箭的頂端，火箭升空后，一級(jí)一級(jí)地提升速度，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的軌道高度后，衛(wèi)星就自動(dòng)與箭體分離，并且開始繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)，從而成為一顆人造地球衛(wèi)星。有時(shí)，衛(wèi)星上也會(huì)裝有小型的發(fā)動(dòng)機(jī)，用來調(diào)整運(yùn)行的軌道。

人類為什么要發(fā)射人造地球衛(wèi)星呢？簡(jiǎn)單地說，我們要利用衛(wèi)星來獲取有關(guān)地球或宇宙空間的信息。比如，我們可以用手機(jī)地圖進(jìn)行實(shí)時(shí)的定位、導(dǎo)航或查詢，這背后就是導(dǎo)航衛(wèi)星在幫忙；要想獲得準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)，就需要?dú)庀笮l(wèi)星來幫忙監(jiān)測(cè)地球上的風(fēng)向、云量等；如果人們想了解宇宙空間的環(huán)境，就需要發(fā)射空間探測(cè)衛(wèi)星?？傊?，人造地球衛(wèi)星上都會(huì)搭載各種各樣的探測(cè)器，來實(shí)現(xiàn)各自的功能。

只有地球有人造衛(wèi)星嗎？

注意！前文中，我們并沒有使用“人造衛(wèi)星”一詞，而是在說“人造地球衛(wèi)星”，因?yàn)椴⒎侵皇堑厍驌碛腥嗽煨l(wèi)星，火星、土星甚至月球等，都可以有人造衛(wèi)星。美國2011年8月5日發(fā)射的“朱諾號(hào)”木星探測(cè)器，于2016年7月5日進(jìn)入木星軌道，這是美國發(fā)射的第二顆“人造木星衛(wèi)星”。2021年5月15日，我國的火星探測(cè)器“天問一號(hào)”所攜帶的“祝融號(hào)”火星探測(cè)車成功降落在火星表面后，“天問一號(hào)”繼續(xù)繞火星飛行，連接起地球與火星車之間的通訊?！疤靻栆惶?hào)”也成為我國第一個(gè)名副其實(shí)的“人造火星衛(wèi)星”。

如何觀測(cè)人造地球衛(wèi)星？

首先，觀測(cè)人造地球衛(wèi)星不需要望遠(yuǎn)鏡等特殊裝備，只需裸眼即可。一般的人造地球衛(wèi)星看上去亮度和普通的星星差不多，但移動(dòng)速度非?？欤苋菀妆嬲J(rèn)。少數(shù)人造地球衛(wèi)星由于體積較大從而反射更多的太陽光，所以看上去更亮一些，比如國際空間站，它可以說是最亮的人造地球衛(wèi)星了，還有中國的空間站“天和”號(hào)核心艙，看上去也會(huì)更亮一些。其次，要觀測(cè)衛(wèi)星過境，除了要有一片晴朗且光污染小的夜空外，我們還要提前在網(wǎng)上查詢衛(wèi)星過境的時(shí)間和方向，這樣才能在那個(gè)短暫的過境時(shí)間里看到它們。

1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射了人類第一顆人造地球衛(wèi)星——“斯普特尼可一號(hào)”；1970年4月24日，我國發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星——“東方紅一號(hào)”，自2016年起，每年的4月24日為“中國航天日”。