揭秘卫星狗仔业余卫星观察员看他们如何监视卫星

　　简介：业余卫星观察员是一个特殊的群体。他们没有明确的分工和职责，但是却有较集中的活动范围。最常见的活动是观测、分析观测结果以更新空间物体的位置、设计战略以找到新发射的卫星、编写计算机软件并试图根据卫星的轨道和从公开来源收集的其他信息来解决卫星的任务，等等等等。
　　早期卫星定位先锋。在这张1965年的照片里，南非比勒陀利亚的卫星追踪自愿者是隶属于史密森天体物理天文台在全球范围内超过100个团队的卫星监视网络中的一员，（图片来源：史密森学会档案馆）
　　一群松散却紧密联系的业余爱好者监视着行星周围卫星的行踪——无论是神秘的航天器，无人操作太空飞行器，还是火箭级、环绕轨道的碎片，抑或是迷失在太空的行星探测器。
　　但这些空中徘徊的＂幽灵＂背后的动机是什么呢？他们现在或未来使用什么样的工具来清除来自太空的秘密——这些秘密有时会揭示了一些国家不想让人知道的什么事情？
　　Space.com接触了一小撮在SeeSat-L投稿的业余爱好者，SeeSat-L旨在促进全世界的可视卫星业余观测者之间发展出一个方便快速、可靠通信的邮件列表。
　　没有正式的组织
　　泰德·摩尔赞是多伦多区域的一名业余卫星观测者。他说，目前业余爱好者之间没有那种有领导人或董事会的正式组织。他们也没有被分配角色或任务。摩尔赞说，对于业余卫星观测者来说，最常见的活动是观测、分析观测结果来更新天体的行踪，制定策略来寻找新发射的卫星，编写电脑程序，并尝试通过卫星的轨道以及从公开来源获取的其他信息来了解卫星的任务。
　　＂参与者出于自身兴趣决定继续从事哪些活动。带一顶以上的帽子是很常见的。＂摩尔赞如是说，他还解释道，这个领域在近几十年已经取得了巨大的进展。
　　秘密轨道
　　在20世纪90年代中期，卫星侦探们开始使用小型望远镜来寻找和追踪在对地同步的高度【赤道上空约22236英里(35786公里)】围绕地球运行的秘密物体，在这个高度，卫星的转速与地球自转速度相当。
　　图片是在轨道上的美国空军的X-37B空天战斗机，由卫星跟踪者拉尔夫·范德伯格拍摄。（图片来源：拉尔夫·范德伯格）
　　截止2010年，经过业余爱好者和专业的国际科学光学网的努力，已鉴定出自1968年起已知的发射到秘密对地同步轨道的每一个大型物体。2006年，业余爱好者们开始通过测量和分析无线电信号的多普勒频移，或通过观测者和卫星的相对运动引起的无线电波频率的变化来追踪秘密轨道上的卫星。
　　＂今天，这项强有力的技术是业余爱好者装备的关键工具。＂摩尔赞说，＂业余爱好者为公众知识做出贡献。通过追踪秘密轨道上的物体，他们提供了独立于政府活动范围外的信息，并暴露了保密的实际局限性。＂
　　共同关注的观测
　　业余爱好者的兴趣并不局限于秘密卫星。在这一点上，摩尔赞标记了一份来源于民用卫星追踪者的＂关注＂助攻清单。
　　摩尔赞说，2011年俄罗斯曾向业余爱好者寻求援助，以追踪在计划点火变轨脱离环绕地球轨道时不幸坠入太平洋的＂福布斯-土壤＂号航天器。
　　荷兰业余天文学家拉尔夫·范德伯格于2011年11月29日在从地面拍摄的＂福布斯-土壤＂号火星探测器图片。（图片来源：拉尔夫·范德伯格/欧洲航天局）
　　当本应执行从火星卫星＂火卫一＂取回土壤样本任务的探测器在发射后被困在近地轨道上时，卫星跟踪者蒂埃里·莱戈获得被困探测器带有其方位有用信息的高分辨率的视频图像。业余爱好者的轨道分析显示，这艘失事飞行器有一系列不寻常的动作，摩尔赞补充道，这可能有助于确定其故障的原因。
　　2015年，业务爱好者通过无线电和光学跟踪，协助行星协会追踪其光帆卫星。
　　目前，业余爱好者正响应专业天文学家的呼吁，监测着太空探索技术公司（SpaceX）的＂星链＂卫星的亮度，以确认它们是否会破坏地基望远镜所获取的太空图像。例如，荷兰天文学家、专业摄影师和资深卫星观测者拉尔夫·范德伯格，就投入了相当多的时间来监测不断增加的＂星链＂卫星群。
　　图片为望远镜观测到的太空探索技术公司（SpaceX）的＂星链＂卫星的近景照片。（图片来源：拉尔夫·范德伯格）
　　至于未来卫星观测的发展是无法预测的，摩尔赞说，但这也有理由继续期待业余爱好者利用他们所掌握的先进技术。全自动的图像采集、数据还原和轨道分析都是一种可能性，摩尔赞补充道。
　　＂高科技不会吸引到所有人。幸运的是，低技术和高科技有望继续共存。更喜欢到星空下观测的观测者们仍可以通过传统的双筒望远镜和计秒表的方法做出有用的贡献。＂摩尔赞总结道。
　　如今的卫星监视站
　　英国的迈克·沃特曼在1958年看到他的第一颗人造卫星——史普尼克2号，数年后他加入了总部在英国的卫星观察小组，负责提供飞行器低空飞行的预测。
　　准备并等待。英国的迈克·沃特曼在1958年看到了他的第一颗人造卫星——史普尼克2号。（图片来源：马尔科姆·沃特曼）
　　沃特曼回想起，当时有三个这样的小组，一个在英国，一个在苏联，而另一个在美国，共同为＂卫星观察计划＂的项目服务。这个项目是由位于美国马萨诸塞州剑桥市的史密松天体物理台正式发起的业余科学项目，同时也是1957-1958年国际地球物理年的一部分。（国际地球物理年是一个全球性的、目的在于收集有关地球科学数据的合作项目）
　　＂观测数据收集之后被用于科学或其他目的，＂ 沃特曼说，＂特别是引力谐波、高空空气密度和高空大气风。通信主要靠邮寄，很少通过电话；观测主要是借助双筒望远镜、纸质星图和机械秒表完成。＂
　　沃特曼自豪地表示，当他开始自己做预测时，早期重点是观测到火箭级的执行登月任务的阿波罗8号、10号和12号。
　　＂1983年，我拥有了第一台电脑，几周后我用它开始做预测。截止1985年，我电脑里已经有一部分恒星地图集，让我得以在卫星位置预上避开了大部分错误，＂沃特曼说，＂毫无疑问，最重要的变化是互联网和邮件。在1999-2000年，这对我来说特别突然，你可以在任何地方发送和接受轨道数据、观测结果和观点，而这几乎都是免费的。＂
　　新的技术和战略
　　美国俄克拉荷马州塔尔萨市的布拉德·杨是一位十分活跃的观察员。近几年，他通过远程望远镜扩大了观测视野，从而可以观测到从未升上地平线的对地同步卫星。他使用了位于西班牙、澳大利亚、新墨西哥和加利福尼亚的六个摄像机。
　　装备着用于定位航天器的双筒望远镜的布拉德·杨，他和他的望远镜一起从事卫星探测工作。（图片来源：布拉德·杨）
　　＂未来是光明的。＂杨说，＂需要招募一只全球观测者队伍来积极开发手机追踪应用程序和报告系统。＂他以＂特鲁萨特＂应用软件为例来做说明，这是一款由民众自主研发的开源系统，用以建立全球均可访问的卫星轨道位置记录。
　　与此同时，杨说天空观测训练正在被升级到向公众广而告之的程度，藉此来激发他们对追踪卫星的兴趣。＂这种巨大的变化将会影响越来越多的人。＂杨强调通过手机应用程序众包给大众的可视观测将是至关重要的。
　　＂越来越多人可以使用成像系统和分析工具，使他们在找到失落的物体和检查卫星的机动和连接方面提供了令人惊讶的结果。＂杨说，＂远程成像网络覆盖全球。分析师之间开放、及时的合作将会有助于理解轨道变化的方式和原因。＂
　　杨说，他看到新的技术和策略的突然出现，＂让人们意识到我们轨道基础设施存在的问题，以及他们能如何提供帮助，同时也激起了他们外出进行观测的兴趣。＂
　　带来一些启发
　　职业考古学家马尔科·朗伯克对流星和卫星非常有兴趣，他在荷兰莱顿大学的天文系工作。他对秘密卫星进行大量深入的研究，并将他的发现发表在他的博客上，同时他还是荷兰皇家空军空间安全中心的空间态势感知问题顾问。
　　2017年5月25日，马尔科·朗伯克突然看见美国276卫星经过荷兰莱顿。（图片来源：马尔科·朗伯克）
　　＂我认为业余爱好者群体中一直拥有极好的观察力和分析技巧，在过去十年左右的时间里，这些内容通过博客、Facebook和推特等途径，变得更为公开可见。因此，媒体也知道如何更容易的找到我们，并开始认识到我们的技巧。＂
　　对于全球业余观察员的整体价值，朗伯克描绘了巨大的蓝图。
　　＂在过去的几十年里，空间技术在我们的社会中扮演非常重要的角色，而人们往往没有意识到这一点。现代经济深度依赖于空间技术，比如物流网络、贸易和通信。同样的在现代军事中，太空资产也起到越来越重要的作用。而且重要的地缘政治的决策制定也是基于从太空收集的情报。＂朗伯克说。
　　这让我们的社会变得易受攻击，他补充道，＂因此，发生在天空的任何事都是我们社会最重要的关注点。同时，一部分在太空发生的事情会保持隐藏，因为它们涉及到机密太空项目。业余卫星观察者是让人们了解太空中另外的未知的一面，而这些对我们的生活有巨大的影响，且本来可能不受公众监督。＂朗伯克说。
　　更广泛的关联
　　和其他卫星观察者观点相似，朗伯克说，改变我们社会大部分的技术革命，也影响了天文观测者的观测能力。越来越多的高科技设备（尤其是相机）以及更强大的计算机功能在行业中广泛使用。网络为获取数据源、书籍、文章和其他超过20年以前的数据提供了更好的访问途径，而且使相距遥远的团体成员之间的联系和合作变得更容易。
　　展望未来，空中卫星自动、准实时探测、识别、表征和轨道测定是一项已经在实行的发展，朗伯克如是说道。
　　＂我还认为，商业组织和政府这些第三方已经而且越来越对我们已经拥有的技能和数据产生更多的兴趣。所以从一个非常深奥的小众领域里的一群业余爱好者出发，我们被卷入一个更广泛、更专业的世界，和社会有了更广泛的关联。＂朗伯克总结道。
　　BY: Leonard David
　　FY: 簪花小甜
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