揭秘衛星狗仔 業餘衛星觀察員 看他們如何監視衛星

簡介：業餘衛星觀察員是一個特殊的群體。他們沒有明確的分工和職責，但是卻有較集中的活動範圍。最常見的活動是觀測、分析觀測結果以更新空間物體的位置、設計戰略以找到新發射的衛星、編寫計算機軟件並試圖根據衛星的軌道和從公開來源收集的其他信息來解決衛星的任務，等等等等。

早期衛星定位先鋒。在這張1965年的照片裏，南非比勒陀利亞的衛星追蹤自願者是隸屬於史密森天體物理天文台在全球範圍內超過100個團隊的衛星監視網絡中的一員，（圖片來源：史密森學會檔案館）

一群松散卻緊密聯系的業餘愛好者監視著行星周圍衛星的行蹤——無論是神秘的航天器，無人操作太空飛行器，還是火箭級、環繞軌道的碎片，抑或是迷失在太空的行星探測器。

但這些空中徘徊的“幽靈”背後的動機是什麼呢？他們現在或未來使用什麼樣的工具來清除來自太空的秘密——這些秘密有時會揭示了一些國家不想讓人知道的什麼事情？

Space.com接觸了一小撮在SeeSat-L投稿的業餘愛好者，SeeSat-L旨在促進全世界的可視衛星業餘觀測者之間發展出一個方便快速、可靠通信的郵件列表。

沒有正式的組織

泰德·摩爾贊是多倫多區域的一名業餘衛星觀測者。他說，目前業餘愛好者之間沒有那種有領導人或董事會的正式組織。他們也沒有被分配角色或任務。摩爾贊說，對於業餘衛星觀測者來說，最常見的活動是觀測、分析觀測結果來更新天體的行蹤，制定策略來尋找新發射的衛星，編寫電腦程序，並嘗試通過衛星的軌道以及從公開來源獲取的其他信息來了解衛星的任務。

“參與者出於自身興趣決定繼續從事哪些活動。帶一頂以上的帽子是很常見的。”摩爾贊如是說，他還解釋道，這個領域在近幾十年已經取得了巨大的進展。

秘密軌道

在20世紀90年代中期，衛星偵探們開始使用小型望遠鏡來尋找和追蹤在對地同步的高度赤道上空約22236英裏(35786公裏)圍繞地球運行的秘密物體，在這個高度，衛星的轉速與地球自轉速度相當。

圖片是在軌道上的美國空軍的X-37B空天戰鬥機，由衛星跟蹤者拉爾夫·範德伯格拍攝。（圖片來源：拉爾夫·範德伯格）

截止2010年，經過業餘愛好者和專業的國際科學光學網的努力，已鑒定出自1968年起已知的發射到秘密對地同步軌道的每一個大型物體。2006年，業餘愛好者們開始通過測量和分析無線電信號的多普勒頻移，或通過觀測者和衛星的相對運動引起的無線電波頻率的變化來追蹤秘密軌道上的衛星。

“今天，這項強有力的技術是業餘愛好者裝備的關鍵工具。”摩爾贊說，“業餘愛好者為公眾知識做出貢獻。通過追蹤秘密軌道上的物體，他們提供了獨立於政府活動範圍外的信息，並暴露了保密的實際局限性。”

共同關注的觀測

業餘愛好者的興趣並不局限於秘密衛星。在這一點上，摩爾贊標記了一份來源於民用衛星追蹤者的“關注”助攻清單。

摩爾贊說，2011年俄羅斯曾向業餘愛好者尋求援助，以追蹤在計劃點火變軌脫離環繞地球軌道時不幸墜入太平洋的“福布斯-土壤”號航天器。

荷蘭業餘天文學家拉爾夫·範德伯格於2011年11月29日在從地面拍攝的“福布斯-土壤”號火星探測器圖片。（圖片來源：拉爾夫·範德伯格/歐洲航天局）

當本應執行從火星衛星“火衛一”取回土壤樣本任務的探測器在發射後被困在近地軌道上時，衛星跟蹤者蒂埃裏·萊戈獲得被困探測器帶有其方位有用信息的高分辨率的視頻圖像。業餘愛好者的軌道分析顯示，這艘失事飛行器有一系列不尋常的動作，摩爾贊補充道，這可能有助於確定其故障的原因。

2015年，業務愛好者通過無線電和光學跟蹤，協助行星協會追蹤其光帆衛星。

目前，業餘愛好者正響應專業天文學家的呼籲，監測著太空探索技術公司（SpaceX）的“星鏈”衛星的亮度，以確認它們是否會破壞地基望遠鏡所獲取的太空圖像。例如，荷蘭天文學家、專業攝影師和資深衛星觀測者拉爾夫·範德伯格，就投入了相當多的時間來監測不斷增加的“星鏈”衛星群。

圖片為望遠鏡觀測到的太空探索技術公司（SpaceX）的“星鏈”衛星的近景照片。（圖片來源：拉爾夫·範德伯格）

至於未來衛星觀測的發展是無法預測的，摩爾贊說，但這也有理由繼續期待業餘愛好者利用他們所掌握的先進技術。全自動的圖像采集、數據還原和軌道分析都是一種可能性，摩爾贊補充道。

“高科技不會吸引到所有人。幸運的是，低技術和高科技有望繼續共存。更喜歡到星空下觀測的觀測者們仍可以通過傳統的雙筒望遠鏡和計秒表的方法做出有用的貢獻。”摩爾贊總結道。

如今的衛星監視站

英國的邁克·沃特曼在1958年看到他的第一顆人造衛星——史普尼克2號，數年後他加入了總部在英國的衛星觀察小組，負責提供飛行器低空飛行的預測。

准備並等待。英國的邁克·沃特曼在1958年看到了他的第一顆人造衛星——史普尼克2號。（圖片來源：馬爾科姆·沃特曼）

沃特曼回想起，當時有三個這樣的小組，一個在英國，一個在蘇聯，而另一個在美國，共同為“衛星觀察計劃”的項目服務。這個項目是由位於美國馬薩諸塞州劍橋市的史密松天體物理台正式發起的業餘科學項目，同時也是1957-1958年國際地球物理年的一部分。（國際地球物理年是一個全球性的、目的在於收集有關地球科學數據的合作項目）

“觀測數據收集之後被用於科學或其他目的，” 沃特曼說，“特別是引力諧波、高空空氣密度和高空大氣風。通信主要靠郵寄，很少通過電話；觀測主要是借助雙筒望遠鏡、紙質星圖和機械秒表完成。”

沃特曼自豪地表示，當他開始自己做預測時，早期重點是觀測到火箭級的執行登月任務的阿波羅8號、10號和12號。

“1983年，我擁有了第一台電腦，幾周後我用它開始做預測。截止1985年，我電腦裏已經有一部分恒星地圖集，讓我得以在衛星位置預上避開了大部分錯誤，”沃特曼說，“毫無疑問，最重要的變化是互聯網和郵件。在1999-2000年，這對我來說特別突然，你可以在任何地方發送和接受軌道數據、觀測結果和觀點，而這幾乎都是免費的。”

新的技術和戰略

美國俄克拉荷馬州塔爾薩市的布拉德·楊是一位十分活躍的觀察員。近幾年，他通過遠程望遠鏡擴大了觀測視野，從而可以觀測到從未升上地平線的對地同步衛星。他使用了位於西班牙、澳大利亞、新墨西哥和加利福尼亞的六個攝像機。

裝備著用於定位航天器的雙筒望遠鏡的布拉德·楊，他和他的望遠鏡一起從事衛星探測工作。（圖片來源：布拉德·楊）

“未來是光明的。”楊說，“需要招募一只全球觀測者隊伍來積極開發手機追蹤應用程序和報告系統。”他以“特魯薩特”應用軟件為例來做說明，這是一款由民眾自主研發的開源系統，用以建立全球均可訪問的衛星軌道位置記錄。

與此同時，楊說天空觀測訓練正在被升級到向公眾廣而告之的程度，藉此來激發他們對追蹤衛星的興趣。“這種巨大的變化將會影響越來越多的人。”楊強調通過手機應用程序眾包給大眾的可視觀測將是至關重要的。

“越來越多人可以使用成像系統和分析工具，使他們在找到失落的物體和檢查衛星的機動和連接方面提供了令人驚訝的結果。”楊說，“遠程成像網絡覆蓋全球。分析師之間開放、及時的合作將會有助於理解軌道變化的方式和原因。”

楊說，他看到新的技術和策略的突然出現，“讓人們意識到我們軌道基礎設施存在的問題，以及他們能如何提供幫助，同時也激起了他們外出進行觀測的興趣。”

帶來一些啟發

職業考古學家馬爾科·朗伯克對流星和衛星非常有興趣，他在荷蘭萊頓大學的天文系工作。他對秘密衛星進行大量深入的研究，並將他的發現發表在他的博客上，同時他還是荷蘭皇家空軍空間安全中心的空間態勢感知問題顧問。

2017年5月25日，馬爾科·朗伯克突然看見美國276衛星經過荷蘭萊頓。（圖片來源：馬爾科·朗伯克）

“我認為業餘愛好者群體中一直擁有極好的觀察力和分析技巧，在過去十年左右的時間裏，這些內容通過博客、Facebook和推特等途徑，變得更為公開可見。因此，媒體也知道如何更容易的找到我們，並開始認識到我們的技巧。”

對於全球業餘觀察員的整體價值，朗伯克描繪了巨大的藍圖。

“在過去的幾十年裏，空間技術在我們的社會中扮演非常重要的角色，而人們往往沒有意識到這一點。現代經濟深度依賴於空間技術，比如物流網絡、貿易和通信。同樣的在現代軍事中，太空資產也起到越來越重要的作用。而且重要的地緣政治的決策制定也是基於從太空收集的情報。”朗伯克說。

這讓我們的社會變得易受攻擊，他補充道，“因此，發生在天空的任何事都是我們社會最重要的關注點。同時，一部分在太空發生的事情會保持隱藏，因為它們涉及到機密太空項目。業餘衛星觀察者是讓人們了解太空中另外的未知的一面，而這些對我們的生活有巨大的影響，且本來可能不受公眾監督。”朗伯克說。

更廣泛的關聯

和其他衛星觀察者觀點相似，朗伯克說，改變我們社會大部分的技術革命，也影響了天文觀測者的觀測能力。越來越多的高科技設備（尤其是相機）以及更強大的計算機功能在行業中廣泛使用。網絡為獲取數據源、書籍、文章和其他超過20年以前的數據提供了更好的訪問途徑，而且使相距遙遠的團體成員之間的聯系和合作變得更容易。

展望未來，空中衛星自動、准實時探測、識別、表征和軌道測定是一項已經在實行的發展，朗伯克如是說道。

“我還認為，商業組織和政府這些第三方已經而且越來越對我們已經擁有的技能和數據產生更多的興趣。所以從一個非常深奧的小眾領域裏的一群業餘愛好者出發，我們被卷入一個更廣泛、更專業的世界，和社會有了更廣泛的關聯。”朗伯克總結道。

BY: Leonard David

FY: 簪花小甜

如有相關內容侵權，請在作品發布後聯系作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和注明出處