“铱闪”一闪亮晶晶

2020-05-28陈若颖

百科探秘·航空航天 2020年5期

陈若颖

在天空建立“星座”

20世纪末，摩托罗拉公司有位名叫巴里·伯蒂格的工程师。1985年，他的妻子在前往加勒比海度假归来后，曾向他抱怨偏远的小岛上没有通信信号，无法与客户联系。伯蒂格听后受到启发，很快就和两位工程师同事利奥波德、彼得森构思出一个在全球任何地方都能畅通无阻接打电话的卫星通信系统。

他们构思设计将77颗卫星发射到距离地面约780千米的近地轨道上，让卫星们均匀地在7条轨道上围绕地球运转，当用户拨打电话时，衛星接收到信号后便可以自动计算出最短距离，并在卫星网络中将信号传输回地面。

如今的移动通信网络信号需要先从我们的手机传输到附近的基站，然后再通过基站之间的传输送到另一位用户的手机中。单个基站的覆盖范围是有限的，一般最多不过几十千米，所以人们之间的通信就十分依赖通信公司的基站建设。如果某个人迹罕至的地区没有基站覆盖，那么这个地区就没有办法使用移动信号进行通信。伯蒂格等人设计出来的卫星通信系统相当于把地面上的基站系统整个搬到了太空中，利用卫星覆盖范围广、信号延迟短等优点替代基站，实现全球范围内的通信。

由于伯蒂格等人设计出来的77颗卫星环绕地球的方式如同电子围绕原子核运转一般，而原子序数77的元素“铱”在拉丁文中的寓意又是“彩虹”，于是这些卫星就被取名为“铱星”，而这个计划则被称为“铱星计划”。虽然后来经过仔细计算，只需要6条轨道，共发射66颗卫星就可以满足通信需求，但因为原子序数66的元素“镝（dī）”在希腊语中的意思是“难以取得”，听上去不太好，于是科学家们保留了“铱星”这个名字并延续至今。

摩托罗拉公司的高管达雷尔·希利斯对铱星计划很感兴趣，他向摩托罗拉公司的高层报告了这个计划并获得了高层的认可。于是，摩托罗拉的分支—— 铱星公司诞生了。希利斯设想中的铱星公司是一个全球化、自由化的公司，这与当时冷战后无数发展中国家渴望通过建设新的通信设施来增加国家经济实力的想法不谋而合。希利斯通过说服众多发展中国家参与铱星公司的投资，建立起一个由世界各地十几种不同国籍的投资者组成的股东大会，筹集了发射卫星所需要的数十亿美元。

在铱星公司成功上市后的一年时间内，铱星公司完成了66颗卫星的发射。美国的德尔塔II 型火箭、俄罗斯的质子k型火箭和中国的长征2号丙改进型火箭也曾分别承担过铱星的发射任务。

在当时冷战刚结束的背景下，全球都在宣扬自由与平等，铱星公司“全球自由通信”的概念一经提出，便获得了世人的关注。铱星公司甚至还打出“一号通天下”的广告语。在铱星计划即将投入运行的时候，最初构想出这一计划的伯蒂格等人在面对《连线》记者的采访时，骄傲地说道：“我们是自神以来，第一个在天空建立星座的人。”

然而，铱星公司吉利的名字却没能帮它逢凶化吉。在铱星公司轰轰烈烈地进行融资、发射卫星时，新兴的地面基站通信技术迅速问世并取得了广大用户的支持，也就是后来我们熟悉的2G网络。当时的铱星公司推出了一种能够匹配铱星网络，售价3000多美元的手机。这种手机必须在空旷无遮挡处接打电话，才能保证手机和卫星信号之间的无障碍传输。不仅如此，它的传输速度极慢，稳定性不佳。相比之下，新兴的移动通信系统以其便利、廉价、稳定的技术在人口密集的地区站稳了脚跟。当铱星公司费尽周折在1998年11月1日正式将铱星手机投入使用时，留给它的市场空间已经所剩无几。铱星公司亏损巨大，最终获得的用户数量还不到预期的十分之一。最终，入不敷出的铱星公司不得不申请破产，并于1999年3月17日终止了铱星服务。

意外的奇观

铱星公司留给人们的除了一段雄心勃勃却惨遭失败的故事和孤单飘荡在太空中的数十颗卫星，还有一段无心插柳的番外趣事。平时，在轨道上运行的铱星不过是一个个5～6等亮度的小点，肉眼几乎无法看见。然而，铱星自身有三块载有通信设备的铝板，这三块铝板能够很好地将太阳光反射到地球，在地面上空形成一条宽达数千米的光带。处于光带中的人们借助反射的太阳光就可以看到移动中的铱星。移动中的铱星会通过亮度的变化形成“闪光”，这种特殊的闪光被人们称为“铱星闪光”，简称“铱闪”。由于铱星数量众多，在20世纪初人们几乎每天都能观测到铱闪。后来，观看甚至拍摄这些小亮点已经成为天文爱好者的一种乐趣。

观测铱闪

那么，我们应该如何通过肉眼区分铱闪和流星轨迹呢？

1.人们能看到铱闪是因为它反射太阳光形成了一条移动的光带，所以从地球上看，它的轨迹会有一个先逐渐变亮再逐渐变暗的过程。而流星因为是物体燃烧发光，所以轨迹的末端是物体燃尽后的突然变暗，而非逐渐变暗。

2.铱闪最亮能够达到-8等，约是金星亮度的50倍。而流星除巨大的火流星外，绝大部分最亮不过-2等左右，亮度不及铱星。

3.铱闪由于反射太阳光的角度问题，只能出现在傍晚或凌晨，绝对不可能出现在深夜。但流星是可能在深夜出现的，只不过相对来说，凌晨时的数量会更多一些。

4.由于铱星运行轨迹的缘故，铱闪的轨迹一般情况下是由北向南的，并且是可预测的。但流星却充满了随机性，除了可预测的流星雨外，它的轨迹和出现时间大部分是不确定的。

相对于其他天文观测来说，铱闪的观测门槛较低，只需通过肉眼就可观测，对天气以及观测者的要求也不高。要观测一次铱闪，只需要查询好它的预报，在预报的时间抬头看向预报的方位，确认天空中没有较多的乌云遮挡，就基本能够成功观测了。那我们如何查询铱闪的预报呢？现在大家常用的查询网站有Heavens Above和晴天钟。我们只需要打开网站，输入自己的地理坐标，选择好我们想要观测的人造天体，就可以获得天体运行到我们所在地的时间和方位了。

“消失”的铱闪

2019年，很多人在纪念“消失”的铱闪，这是怎么回事呢？首先我们把目光转回铱星公司。在申请破产后，铱星公司准备利用程序让卫星们自动坠毁，成为天空中一道道流星。此时拯救者丹·科鲁西出现了。科鲁西在成为铱星公司的高层后，开始了大刀阔斧的改革。在21世纪初，2.4kb/s的传输速度对人口密集地区的人们来说，也许什么也干不了。但对于偏远地区的人们如南北极科考队、航行在广袤海域的海军来说，却是可以救命的。于是科鲁西带领铱星公司重新找到了自己的商业定位。美国军方成了他们最大的客户，铱星也终于找到了用武之地。

不过，铱星公司的再度出击对于天文爱好者来说可能并不是一个好消息。重组后的铱星公司由于技术更新，将会发射数颗二代铱星代替老旧报废的一代铱星。同时，为了减少太空垃圾，一代铱星陆续受控坠毁。但是二代铱星并没有像一代铱星一样装配铝板，这也就意味着它们没有能力反射太阳光，无法形成一代铱星那样的铱闪。在2019年1月，Space X 公司的猎鹰9号火箭携带着最后一批二代铱星上天，帮助铱星公司完成了铱星的更新换代，这也被外界视为铱星计划的復活。但随着铱星计划的复活，以及一代铱星的受控坠毁，我们能够观看到铱闪的机会越来越少。2019年12月6日，随着最后一颗一代在轨铱星——铱97 号受控坠毁，这种可预测的闪光正式退出了天文观测的舞台，我们在预报中再也看不到铱闪的身影。