了解空间站,亲眼观测

在地面上空400公里轨道运行的国际空间站(ISS)是人类历史上最大的载人航天设施。包括日本实验舱”希望”在内,由15个国家共同运营,条件适合时在日本也能用肉眼观测到。
本文将介绍ISS的概况、日本”希望”的作用,以及如何用肉眼实际观测ISS。ISS预计运营至2030年。不要错过这个亲近太空的机会。
ISS是什么?人类历史上最大的载人航天设施

国际空间站(International Space Station)是在距地面约400公里的低轨道运行的载人实验设施。其大小相当于一个足球场,约90分钟绕地球一周。
ISS于1998年开始建设,2011年完工。这是一个由美国、俄罗斯、日本、加拿大以及欧洲各国等15个国家参与的国际合作项目,通常有约6名宇航员长期驻留,进行各种实验和研究。
| 地区 | 参与机构 |
|---|---|
| 北美 | NASA(美国国家航空航天局)、CSA(加拿大航天局) |
| 亚洲 | JAXA(日本宇宙航空研究开发机构) |
| 俄罗斯 | 俄罗斯航天局 |
| 欧洲 | ESA(欧洲航天局)成员国11国 |
ISS的目的和科学成果
ISS的主要目的是利用太空的特殊环境进行实验和研究。利用地面无法再现的微重力环境,在生命科学、物理学、材料科学、医学等广泛领域进行研究。
在微重力环境下,体液移动、细胞分裂、物质凝固等现象会表现出与地面不同的特征。通过观察和研究这些现象,加深了对地球上生命和物质的理解,也推动了新技术的发展。
此外,ISS还被用作观测地球和太空的平台。由于约90分钟绕地球一周,可以观测地球上的任何地方,为气象观测和环境监测做出贡献。而且,作为未来载人探测月球和火星的技术验证场所,也发挥着重要作用。
日本的”希望”实验舱
什么是希望

“希望”是由日本开发的实验舱。自2008年3月11日开始运营以来,一直24小时运转。它是ISS所有舱段中最大的,作为日本首个载人航天设施,成为众多实验和研究的舞台。
希望的构成
“希望”由4个要素构成。
| 构成要素 | 作用 |
|---|---|
| 舱内实验室 | 宇航员进行实验的主要空间。直径4.4米、长11.2米,维持在1个大气压 |
| 舱外实验平台 | 在直接暴露于太空的环境中进行天体观测、地球观测、材料实验等 |
| 舱内储藏室 | 储存实验设备和物资。ISS上唯一的专用储藏室 |
| 机械臂 | 支持舱外作业。由主臂和精细作业臂2根组成 |
希望的特点和成果
“希望”以ISS中最安静的舱段而闻名。只有”希望”符合ISS规定的噪音标准,据说其他国家的宇航员在与家人通话时也喜欢使用这里。
在研究方面,高品质蛋白质结晶生成实验是代表性成果之一。在微重力环境下生成的结晶比地面上质量更高,正被用于新药研发。此外,还有许多对地面生活有益的成果,如骨质疏松症机制研究、植物科学研究等。
如何用肉眼观测ISS
条件适合时,在日本也可以用肉眼看到ISS。不需要特殊设备,可以观察到像明亮星星一样的光在天空中缓慢移动。

可见的3个条件
要看到ISS,需要满足以下3个条件:
- 晴朗的天气 - 无云,天空视野开阔
- ISS从头顶上空经过 - 取决于ISS轨道与观测地点的位置关系
- 地面是夜晚,ISS处于白天 - 日出前或日落后约2小时条件最佳
第3个条件是关键。ISS是通过反射阳光而发光的,所以即使地面很暗,只有在ISS被阳光照射的时段才能看到。因此,黎明前或日落后的黄昏时段是最佳观测时机。
观测技巧
条件好时,ISS的亮度可达木星级别(负2等)。比飞机速度稍快,以稳定的亮度移动而不闪烁是其特征。
使用望远镜会使视野变窄,反而容易错过。建议用肉眼扫视广阔区域进行寻找。也可以尝试用智能手机拍摄视频。
如何查看观测预报
ISS何时在哪个方向可见,可以在JAXA运营的”#看希望”网站上查看。
- JAXA”#看希望”: https://lookup.kibo.space/
选择地区后会显示今后的观测预报。注册通知服务后,可以通过邮件获知最佳观测日期和时间。
ISS的未来与商业空间站
ISS预计运营至2030年。自1998年运营至今,ISS正在老化,也需要时间准备向商业空间站过渡。日本也于2022年11月正式表明参与,在”希望”进行的实验和研究将继续进行。
运营结束后的2031年,ISS计划重入大气层,坠落到南太平洋被称为”尼莫点”的海域。这片海域也被称为”航天器墓地”,至今已有许多航天器按计划坠落于此。
另一方面,接替ISS的商业空间站开发也在推进中。Axiom Space公司计划于2026年左右将自己的舱段对接到ISS,在2030年ISS退役时作为独立的”Axiom空间站”运营。日本也开始了”希望”后续舱段的概念设计,正在为航天开发的新时代做准备。
总结
国际空间站(ISS)是由15个国家合作运营的人类历史上最大的载人航天设施。日本的”希望”实验舱也承担重要角色,利用太空环境创造了众多研究成果。
ISS运营至2030年,剩余时间只有几年。在晴朗的夜晚仰望天空,也许能用肉眼看到在400公里高空飞行的ISS。请在JAXA的”#看希望”网站查看观测预报,亲眼观测空间站吧。