業(yè)余愛好者觀測機(jī)密衛(wèi)星

提起觀測衛(wèi)星，人們往往會想到這是業(yè)內(nèi)人士的“領(lǐng)地”。因為衛(wèi)星遠(yuǎn)離地球至少150公里，幾百公里高的衛(wèi)星飛行速度達(dá)到每秒7公里以上。觀測這樣一個距離遠(yuǎn)、飛行速度極快的小目標(biāo)，確實不是一件容易的事，但也并非高不可攀，一些熱心衛(wèi)星觀測的愛好者即投身于于此。作為業(yè)余愛好，觀測衛(wèi)星不需要很大的投資，但要有一定的天文和航天等方面的知識。計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，也為愛好者的衛(wèi)星觀測提供了條件。

觀測衛(wèi)星首先要了解什么時間衛(wèi)星的位置在哪兒，也就是說要知道衛(wèi)星的軌道參數(shù)。如今的網(wǎng)絡(luò)十分發(fā)達(dá)，可以從網(wǎng)上查詢到衛(wèi)星的軌道參數(shù)等各種信息。艾倫·湯姆森曾經(jīng)是一位美國中央情報局分析員。1995年，他在英國《空間政策》雜志發(fā)表的一篇文章里，用表格的形式介紹了怎樣觀測美國的“鎖眼”和“長曲棍球”雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星。在制作表格這件事情上，湯姆森可沒采用曾經(jīng)慣用的那些秘密的專業(yè)信息，而是從加拿大空間學(xué)會的電子公告牌上找出了這兩顆衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)。美國航空航天局(NASA)的軌道信息組，擁有主要公用網(wǎng)上的衛(wèi)星參數(shù)目錄，也可從美國空間司令部得來數(shù)據(jù)。這個目錄里并沒有機(jī)密衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，其實，機(jī)密衛(wèi)星的參數(shù)也很容易從其他網(wǎng)上目錄、公告牌和發(fā)送單上獲得。艾侖·湯姆森就保存著一個完全公開的衛(wèi)星軌道參數(shù)目錄。衛(wèi)星軌道參數(shù)的另一個來源是SeeSat－L發(fā)送單，它為全世界的業(yè)余衛(wèi)星觀測愛好者提供網(wǎng)上聚會的地方。SeeSat－L的網(wǎng)頁在不斷報告衛(wèi)星軌道參數(shù)，對業(yè)余衛(wèi)星觀測者來說，它是一個非常寶貴的工具，可以得到各種衛(wèi)星的最新軌道參數(shù)。

有了衛(wèi)星軌道參數(shù)還不夠，還需要把它輸入到適當(dāng)?shù)母欆浖?，這樣觀測者就可以知道該衛(wèi)星的飛行軌跡。有些衛(wèi)星的跟蹤程序和軌道參數(shù)還可以免費從英特網(wǎng)上得到。

觀測衛(wèi)星的費用并不高，據(jù)湯姆森的估算大約幾千美元。丹頓威茨是波士頓的一位天文愛好者，他和布朗蒂斯大學(xué)的一位計算機(jī)程序設(shè)計員，使用一臺裝有一個直徑約30厘米反射器的望遠(yuǎn)鏡，可以跟蹤觀測運行在低地球軌道的衛(wèi)星。丹頓威茨說：“你只要花上10000 美元或15000美元就可以買到一個衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)，照說明書去做就可以進(jìn)行衛(wèi)星跟蹤了?！?/p>

丹頓威茨又是如何使用這樣一臺望遠(yuǎn)鏡來有效地對準(zhǔn)距離為500公里、 以 7500 米 / 秒以上的速度移動的小目標(biāo)呢？ 他們使用一套名為C－Sat的軟件來操縱此望遠(yuǎn)鏡。一旦這個軟件鎖定某個衛(wèi)星，它就運用閉合回路反饋法，使望遠(yuǎn)鏡能靈活地追蹤該衛(wèi)星，即便是該衛(wèi)星改變了軌跡。

大氣層里厚厚的空氣妨礙了對遠(yuǎn)處物體的觀測，最好的解決方法是有一套激光自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng), 但其價格不菲。丹頓威茨兩人采用一種相對便宜的方法。他們使用一個配合觀測的電視攝像機(jī)，每秒能錄下30個高清晰度的畫面。然后，丹頓威茨對數(shù)千幅畫面進(jìn)行逐一挑選，選出一些幾乎不失真的畫面。他將這些清晰的畫面依次輸入計算機(jī)圖解程序中，就能得到一個目標(biāo)衛(wèi)星非常詳細(xì)的圖像。丹頓威茨在他的網(wǎng)址(http：//www.skyshow.com）中詳細(xì)地說明了此方法。

此衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)引起了美國國家探測辦公室的極大興趣，他們找到丹頓威茨，要求他作一次演示，他答應(yīng)了。在演示中，丹頓威茨跟蹤了美國機(jī)密的“長曲棍球”雷達(dá)成像衛(wèi)星，然后請他們通過目鏡看。丹頓威茨回憶到：“他們一句話也不說?！?/p>

其他的業(yè)余衛(wèi)星觀測者都有類似的獨創(chuàng)能力。例如，無線電業(yè)余愛好者利用從海軍空間司令部的電子雷達(dá)預(yù)警網(wǎng)反饋回來的信號跟蹤衛(wèi)星。這樣的技術(shù)相對簡單。雷達(dá)預(yù)警網(wǎng)的電磁波可以形成覆蓋長6400公里從地面到空間的扇形波束。當(dāng)衛(wèi)星在飛臨預(yù)警網(wǎng)上空時，這些衛(wèi)星反射無線電波，此無線電信號就會被造價低廉的業(yè)余設(shè)備接收。

有一次，一名業(yè)余愛好者向美國海軍概述了他的方法，并介紹了他所使用的無線電天線和接收設(shè)備。這套設(shè)備大部分是利用現(xiàn)有器材拼裝起來的，其成本不到800美元。而一個新的接收及處理系統(tǒng)的成本要近8000美元。無線電接收系統(tǒng)雖然比一個業(yè)余衛(wèi)星觀測者的光學(xué)跟蹤系統(tǒng)要昂貴得多，但它不受云層限制，能全天候跟蹤衛(wèi)星，而光學(xué)跟蹤系統(tǒng)通常只有在黎明和黃昏才能觀察到衛(wèi)星。

1996年末，業(yè)余衛(wèi)星觀測愛好者對美國USA 129衛(wèi)星從發(fā)射到軌道運行的全程觀測，是一個成功的事例，充分顯示了業(yè)余衛(wèi)星觀測愛好者們有很強(qiáng)的技能。該衛(wèi)星是由“大力神”4型運載火箭攜帶，從加利福利亞的范登堡空軍基地發(fā)射的。在發(fā)射之前，業(yè)余愛好者就計算出了“大力神”4型運載火箭的飛行路線。發(fā)射后的幾天時間內(nèi)，澳大利亞的業(yè)余愛好者捕捉到了該衛(wèi)星，并推算出其軌道參數(shù)。當(dāng)北半球的觀測條件改善時，瑞典業(yè)余愛好者則鎖定了該衛(wèi)星，并進(jìn)一步確定了它的軌道參數(shù)。這是第一顆由業(yè)余愛好者從發(fā)射一開始就一直在跟蹤觀測的極地軌道衛(wèi)星。

總而言之， 英特網(wǎng)使得任何人都可以得到極其豐富的專門信息和知識。一個人通過下載一個免費的衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)包，然后加入一些在某些網(wǎng)站上可得到的衛(wèi)星軌道參數(shù)，就有了進(jìn)行衛(wèi)星觀測的基本能力。若再有一個大小合適的望遠(yuǎn)鏡和C－Sat軟件，就會有更強(qiáng)的衛(wèi)星觀測能力。

（劉 杰） ■