Как отличить МКС от самолёта над морем: свет, скорость и шесть минут

«Вон самолёт пошёл» — на возвращении с заката эту фразу слышишь почти каждый вечер: кто-нибудь замечает над кормой яркую точку, все поднимают головы, вопрос закрыт. Понаблюдайте полминуты — и с самолётом начнутся нестыковки. Точка не мигает, не отворачивает и гаснет посреди чистого неба, не дойдя до горизонта. Авиация так себя не ведёт. Скорее всего, над вами прошла Международная космическая станция: орбита сейчас в коридоре 416–423 километра, скорость 7,7 километра в секунду (27,6 тысячи километров в час), полный виток за 92,9 минуты. В удачный пролёт она ярче Сириуса и спорит по блеску с Венерой, а всё зрелище занимает от двух до шести минут.

Четыре приметы, по которым её узнают

Первое — свет без ритма. У самолёта проблесковые огни вспыхивают с отчётливым периодом. Станция светит ровно; NASA в памятке наблюдателя так её и описывает — похожа на самолёт или на очень яркую звезду, только без мигающих огней и без смены курса. Изредка она на секунду разгорается ярче, поймав солнце удачным углом панелей, но вспышка эта одиночная.

Второе замечаешь не сразу, зато работает оно безотказно: станция всегда идёт с запада на восток. Орбита у неё попутная вращению Земли — подняться она может из юго-запада и уйти в северо-восток, но с востока на запад никогда. Самолёт заходит откуда угодно.

Третье — то, чем всё кончается. Самолёт уходит за горизонт или за хребет, а станция посреди неба тускнеет и растворяется: вошла в земную тень. У NASA этому отведён отдельный пункт: если сторона появления и сторона ухода совпали, станция нырнула в тень и небо целиком пересечь не успела.

Четвёртое — тишина. Высокий самолёт над водой обычно выдаёт себя далёким гулом с запозданием: звук над морем идёт хорошо. От станции не приходит ничего — между ней и палубой четыре сотни километров почти сплошной пустоты, а в пустоте звуку нечем распространяться.

Почему глаз не отличает четыреста километров от десяти

Здесь спрятана арифметика, из-за которой путаница и живёт: станция идёт в тридцать раз быстрее лайнера и в сорок раз выше, и эти два числа друг друга почти гасят. Угловая скорость — это линейная, делённая на расстояние: самолёт на десяти километрах при девятистах в час проходит прямо над головой около полутора градусов в секунду, станция на четырёхстах двадцати при 7,7 километра в секунду — около градуса. Разницу в полтора раза глаз не ловит.

Сравнение, которое отрезвляет на палубе: до Ростова-на-Дону от Сочи по прямой около четырёхсот километров, города стоят почти на одном меридиане. Станция в зените к вам ближе, чем Ростов.

Свет у неё чужой

Собственных огней, различимых с земли, у станции нет: она отражает солнце, как Луна, и по той же причине днём не видна — небо ярче. Отражать есть чем: 109 метров в длину, 73 метра размах панелей, масса около 450 тонн — габариты футбольного поля.

Хороший пролёт — это блеск около минус четырёх с половиной. Венера в максимуме даёт минус 4,9 и считается третьим светилом неба после Солнца и Луны; Сириус, самая яркая звезда, — всего минус 1,46. В редкие пролёты станция доходит до минус шести: тогда ярче неё на небе только Солнце и Луна.

Но каждый пролёт таким не бывает: яркость зависит от того, каким боком станция повёрнута к солнцу и как стоят солнце, аппарат и наблюдатель. Heavens-Above прямо предупреждает, что публикуемые величины блеска — грубый ориентир. Обещанный «ярче Венеры» пролёт иногда оказывается скромной звёздочкой.

Окно, в которое всё это помещается

Условий ровно два: станция должна быть освещена солнцем, а наблюдатель — уже сидеть в темноте. Глубокой ночью её нет: солнце ушло так низко, что земная тень достаёт и до четырёхсот километров. Остаются час-два после заката и столько же перед рассветом.

На нашей широте эта полоса короткая — сумерки здесь устроены иначе, чем севернее, и небо доходит до рабочей темноты быстрее, чем успеваешь настроить камеру. Вечерний пролёт обычно ложится именно в это окно.

Лучший месяц — июнь: солнце уходит под горизонт неглубоко, тень Земли на высоте орбиты короткая, за вечер случается два и три пролёта подряд. Heavens-Above оговаривает, что летом в северных широтах спутники видны всю ночь напролёт; у нас до «всей ночи» не доходит. В остальные месяцы — от одной возможности в месяц до нескольких в неделю.

Шесть минут — это потолок

Формально станция висит над горизонтом минут десять, но у самой воды её не видно: дымка, суда, берег. Считают от высоты градусов в десять — геометрия даёт отрезок орбиты около трёх тысяч километров, а при семи с лишним километрах в секунду это шесть минут с небольшим. Отсюда и потолок в любом расписании.

Шесть достаются высокому пролёту, через зенит или почти. Низкий отдаёт две минуты, и половину времени станция продирается сквозь приморскую мглу. А часто пролёт обрывается раньше: точка гаснет посреди неба, на глазах у всех, кто её наконец нашёл.

Следующий виток — через те же 92,9 минуты, и пройдёт он западнее: Земля успеет повернуться примерно на 23 градуса, по нашей широте это около 1900 километров.

Что из этого достаётся палубе

С воды есть преимущество, которого нет на набережной: засветка стоит куполом над застройкой, а над открытой водой её нет вовсе. Для звёзд это преимущество спорное, для станции — никакого: ей засветка почти не мешает, её ловят и из центра больших городов.

Качка тоже не помеха: тусклую звезду глаз держит на пределе и теряет на каждой волне, а точке в минус четыре безразлично, дышит палуба или стоит. Мешает дымка — у горизонта свет идёт сквозь воздух в разы более длинным путём, и низкий пролёт тускнеет иногда до полной незаметности.

Оговорка про время. Ночью прогулочный флот не работает, так что с борта достаётся край окна: минуты, когда судно уже возвращается, а небо потемнело. И восточную часть пролёта у нас съедает хребет — точка уходит не за горизонт, а за гору.

Наклонение 51,6° и что оно значит для Сочи

Орбита наклонена к экватору на 51,64 градуса, и севернее 51,6 её трасса не забирается. Сочи стоит на 43,6 — с запасом внутри, поэтому у нас бывают пролёты точно через зенит, самые яркие и самые долгие. В Петербурге на шестидесятой широте станция через зенит не пройдёт никогда, только ниже, в южной части неба. Ходячее «севернее 51-й параллели её не видно» неверно: у NASA сказано аккуратнее — не пройдёт прямо над головой.

Рядом ходит вторая обитаемая станция, китайская «Тяньгун»: высота 386–392 километра, виток 92,3 минуты, наклонение 41,47 градуса. Это меньше широты Сочи — и над нашим городом она не проходит никогда, её место всегда в южной половине неба, то есть над морем. Массой «Тяньгун» вчетверо легче МКС и вдвое короче, так что и светит скромнее.

Будет ли она сегодня вечером

Расписание считают под точку на карте, и вперёд оно живёт недолго. Источника два: NASA Spot the Station и heavens-above.com. Второй честно предупреждает, что чем дальше прогноз, тем он неточнее: станция теряет высоту, около двух километров в месяц, её подталкивают обратно, и расчёт съезжает. Смотреть надо накануне или в день выхода, а не за месяц.

В строке четыре полезных числа: время начала, сколько минут станция будет над горизонтом, максимальная высота в градусах и стороны света. Ноль градусов горизонт, девяносто зенит; кулак на вытянутой руке закрывает около десяти градусов, этим и мерят.

Дальше мелочи, которые решают дело. Заход солнца на нужную дату проще взять из таблицы закатов по месяцам и прибавить час. Телефон лучше убрать: адаптация глаза к темноте занимает 20–30 минут, один взгляд в экран сбрасывает отсчёт. И в нужную сторону смотреть заранее — станция не ждёт.

Что ещё ползёт по небу

Ярких движущихся точек сейчас хватает. После запуска Starlink спутники первые дни идут цепочкой, несколько штук по одной линии; поодиночке они тусклее станции и похожи на обычные звёзды.

Отдельная категория — кувыркающиеся ступени ракет и мёртвые аппараты: яркость у них меняется по мере вращения, пульсация от нескольких раз в секунду до раза в минуту, и её видно невооружённым глазом. Ровный свет — станция, пульсирующий — обломок.

А чего больше не будет, так это вспышек Iridium: полированные антенны первого поколения давали отблески до минус девяти с половиной, их предсказывали с точностью до секунды. Спутники свели с орбиты к 27 декабря 2019 года, у нового поколения таких зеркал нет.

И цифра на посошок, из-за которой я бы не откладывал. К концу августа 2026 года станция намотала 158 233 витка, считая с 1998-го, а работу планируют завершить к концу 2030-го — дальше её сведут с орбиты специальным аппаратом. При 15,5 витка в сутки в запасе тысяч двадцать оборотов: чуть больше трёх лет вечеров, в которые над морем ещё можно поймать точку, которую все принимают за самолёт.