متى تمر محطة الفضاء الدولية فوقي؟ كيف ترصدها في السماء
في بعض الأمسيات، بعد الغروب بقليل، يرتفع ضوء ساطع ثابت في الغرب وينساب بصمت عبر السماء في بضع دقائق، ثم يتلاشى. ليس طائرة وليس نجمًا. إنه محطة الفضاء الدولية، وعلى متنها بشر، على ارتفاع نحو 400 كم فوقك. وهو من أسهل المشاهد في سماء الليل وأكثرها إمتاعًا. كل ما تحتاجه هو أن تعرف متى تنظر.
ما محطة الفضاء الدولية
محطة الفضاء الدولية مختبر في المدار، بنَتْه وتشغّله وكالات الفضاء في الولايات المتحدة وروسيا وأوروبا واليابان وكندا. وعلى متنها بشر دون انقطاع منذ نوفمبر 2000. وهي ضخمة بمقاييس المركبات الفضائية: طولها نحو 109 م من طرف إلى طرف، أي قرابة طول ملعب كرة قدم، وكتلتها نحو 420,000 كغ. وألواحها الشمسية العريضة سبب رئيسي في سطوعها الكبير: فهي تلتقط ضوء الشمس وتعكسه نحونا.
- الارتفاع: نحو 400 كم (250 ميلًا) فوق سطح الأرض. وهي تهبط ببطء في الهواء الرقيق في طبقات الجو العليا، وتُرفَع من حين لآخر.
- السرعة: نحو 28,000 كم/س (17,500 ميل/س)، أي قرابة 8 كم كل ثانية.
- المدار الواحد: قرابة 90 دقيقة، أي نحو 16 مدارًا في اليوم. ويرى الطاقم نحو 16 شروقًا و16 غروبًا كل 24 ساعة.
لماذا لا تراها إلا قرب الفجر والغسق
لا تحمل محطة الفضاء الدولية أضواء ساطعة بما يكفي لتُرى من الأرض. ما تراه هو ضوء الشمس المنعكس عنها، تمامًا كما في القمر. لذا يجب أن يتحقق أمران في آن واحد: أن تكون سماؤك مظلمة، وأن تكون المحطة في ضوء الشمس.
ويحدث ذلك في الساعات التي تلي الغروب والتي تسبق الشروق. فالشمس قد غربت عنك على الأرض، لكن المحطة على ارتفاع 400 كم ما زالت تراها، كما تبقى قمة جبل عالٍ مضاءة بعد أن يغرق الوادي تحتها في الظل. والمحطة التي فوق رأسك مباشرة تبقى مضاءة بالشمس حتى تصبح الشمس نحو 20° تحت أفقك. وفي وقت متأخر من الليل تطير المحطة داخل ظل الأرض فلا تُرى، حتى لو مرت فوقك مباشرة.
وفي منتصف النهار تكون في ضوء الشمس، لكن السماء أسطع بكثير من اللازم: وكما تقول ناسا، فإن المحطة، على عكس القمر، ليست ساطعة بما يكفي لتُرى في ضوء النهار. ومن ناحية أخرى، قرب منتصف الصيف في خطوط العرض الوسطى والعليا، قد تبقى المحطة مضاءة بالشمس طوال الليل، فتلمح عدة مرورات في ليلة واحدة، يفصل بين كل منها والذي يليه نحو 90 دقيقة.
وستلاحظ أيضًا أن المرورات تأتي في سلاسل: بضعة أيام فيها مرورات مسائية، ثم لا شيء لفترة، ثم سلسلة من المرورات الصباحية. وبحسب مكان إقامتك، تقول ناسا، تتراوح فرص المشاهدة بين مرة في الشهر تقريبًا وعدة مرات في الأسبوع.
ما مدى سطوعها وكم يدوم مرورها
في المرور الجيد تكون محطة الفضاء الدولية أسطع من أي نجم، وفي المرور المرتفع قد تنافس ألمع الكواكب. ويتغير سطوعها في أثناء عبورها. فحين تكون منخفضة فوق الأفق تبعد عنك نحو 1,500 كم؛ وقرب ذروة مرور يمر فوق الرأس لا تبعد إلا نحو 400 كم، أي أقرب بأكثر من ثلاث مرات، وأسطع بكثير. والمرورات التي تبقى منخفضة أقل إبهارًا بكثير من المرتفعة.
المرور قصير. فحتى لو كنت تحت مسارها مباشرة، لا تستغرق المحطة إلا نحو ست دقائق لتنتقل من 10° فوق أحد طرفي الأفق إلى 10° فوق الطرف المقابل، ومعظم المرورات أخفض من ذلك وأقصر. وكثيرًا ما لا تغرب أصلًا: بل تتلاشى في منتصف طريقها عبر السماء، خلال بضع ثوانٍ، حين تنزلق إلى ظل الأرض. وفي بعض المرورات الصباحية يحدث العكس، فتضيء فجأة من العدم حين تخرج من الظل.
كيف تتنبأ بمرورها فوقك
تُرصد مدارات محطة الفضاء الدولية وآلاف الأقمار الصناعية الأخرى وتُنشر على شكل مجموعات من الأرقام تُسمى العناصر المدارية. ومن هذه الأرقام ومن موقعك، يستطيع الحاسوب أن يحسب متى ستكون المحطة مرئية من المكان الذي تقف فيه. ولا تحتاج إلى إجراء الحسابات بنفسك:
- هنا والآن تسرد المرورات المرئية القادمة لمحطة الفضاء الدولية والمحطة الصينية تيانغونغ فوقك في الأيام الثلاثة القادمة: وقت البدء، واتجاه البوصلة الذي تظهر منه المحطة والذي تختفي نحوه، وأعلى ارتفاع تبلغه بالدرجات، وعدد الدقائق التي تبقى فيها ظاهرة. ولا تسرد إلا المرورات التي يمكنك رؤيتها فعلًا بعينيك، والمحطة على ارتفاع 10° على الأقل ومضاءة بالشمس بينما سماؤك مظلمة. والمدارات مأخوذة من أحدث عناصر CelesTrak.
- خدمة Spot the Station من ناسا ترسل تنبيهات بالمرورات القادمة لمحطة الفضاء الدولية في الأماكن التي تختارها.
تقدّر صفحة هنا والآن موقعك من شبكتك؛ وللحصول على أدق توقيت يمكنك أن تسمح لها باستخدام موقع جهازك الدقيق، الذي يبقى على جهازك. وتُعرض الأوقات بالمنطقة الزمنية لجهازك.
قراءة المرور سهلة. فعبارة «من الغرب إلى الشمال الشرقي، حتى 60°، 5 د» تعني: في وقت البدء، انظر إلى الغرب؛ ترتفع المحطة حتى 60° فوق الأفق (ثلثا المسافة إلى الأعلى، إذ إن سمت الرأس 90°)، وتختفي نحو الشمال الشرقي بعد نحو خمس دقائق. والقبضة الممدودة على طول الذراع تغطي نحو 10° من السماء، وهذا يساعدك على تقدير الارتفاعات.
مشاهدة المرور
- كن في الخارج قبل الموعد ببضع دقائق، متجهًا نحو الجهة التي ستظهر منها، ودع عينيك تتكيفان.
- لا تحتاج إلى تلسكوب أو منظار: تذكر ناسا أن العين المجردة تكفي.
- تتحرك المحطة دائمًا من الغرب إلى الشرق على وجه العموم، لأنها، مثل معظم الأقمار الصناعية، تدور في الاتجاه نفسه الذي تدور فيه الأرض.
- لالتقاط صورة، ثبّت الكاميرا أو الهاتف على شيء ثابت والتقط صورة بتعريض مدته عدة ثوانٍ: سترسم المحطة خطًا ساطعًا عبر النجوم.
محطة الفضاء الدولية أم طائرة أم ستارلينك؟
- الطائرة لها أضواء وامضة، حمراء وخضراء عادةً مع ومضات بيضاء، وكثيرًا ما تسمع صوتها. وقد تنعطف. أما محطة الفضاء الدولية فتلمع بضوء واحد ثابت أبيض أو مائل قليلًا إلى الصفرة، ولا تصدر صوتًا، وتتبع قوسًا سلسًا. وتذكر ناسا أيضًا أنها أسرع من الطائرة المعتادة.
- الأقمار الصناعية الأخرى تشبه محطة الفضاء الدولية لكنها أخفت بكثير؛ وكثير منها لا يُرى إلا من موقع مظلم.
- قطار ستارلينك خط من عشرات النقاط المضيئة، واحدة خلف الأخرى، تتحرك معًا. تطلق SpaceX أقمارها الصناعية للإنترنت على دفعات، وفي الأيام الأولى تطير منخفضة ومتقاربة قبل أن تتباعد وترتفع إلى مداراتها التشغيلية. ووجدت قياسات Mallama وزملائه أن أقمار ستارلينك الأحدث يبلغ متوسط قدرها نحو 2.7 وهي ما زالت منخفضة، فتُرى بسهولة، لكن نحو 6.5 فقط، عند الحد الأقصى لما تراه العين المجردة، بعد أن تبدأ SpaceX في تعتيمها على ارتفاع نحو 357 كم.
- تيانغونغ، المحطة الفضائية الصينية، تمر هي الأخرى مرورات مرئية. وهي أصغر من محطة الفضاء الدولية، فتبدو أخفت، ومدارها مائل بزاوية 41.5° على خط الاستواء، فتبقى منخفضة أو لا تظهر أبدًا من خطوط العرض العليا.
شاهد أين هي الآن
فاتك المرور؟ تعرض صفحة مدار الأرض مباشرةً أين توجد في هذه اللحظة محطة الفضاء الدولية وتيانغونغ وهابل وأقمار ستارلينك وكل قمر صناعي مرصود آخر، حول أرض ثلاثية الأبعاد، من بيانات مدارية عامة تُحدَّث كل بضع ساعات. المس المحطة لترى ارتفاعها وسرعتها والمدة التي يستغرقها مدار واحد وما الذي تحلّق فوقه الآن. ثم افتح هنا والآن لتعرف متى ستمر فوقك في المرة القادمة.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن رؤية محطة الفضاء الدولية بالعين المجردة؟ نعم. في المرور الجيد تكون أسطع من أي نجم ولا تحتاج إلى تلسكوب أو منظار. وتبدو كنجم ساطع ثابت يتحرك بسلاسة عبر السماء في بضع دقائق.
لماذا لا أرى محطة الفضاء الدولية في منتصف الليل؟ لأنها تلمع بضوء الشمس المنعكس. وفي وقت متأخر من الليل تكون المحطة عادةً في ظل الأرض، فتبقى مظلمة حتى حين تمر فوق رأسك. وهي مرئية في الساعات التي تلي الغروب والتي تسبق الشروق، حين تكون ما زالت مضاءة بالشمس وسماؤك مظلمة.
كم تبقى محطة الفضاء الدولية مرئية في المرور الواحد؟ من دقيقة أو دقيقتين في المرور المنخفض إلى نحو ست دقائق في المرور الذي يكاد يكون فوق الرأس مباشرة. وكثيرًا ما تتلاشى قبل أن تبلغ الأفق حين تدخل ظل الأرض.
ما سرعة محطة الفضاء الدولية؟ نحو 28,000 كم/س، أي قرابة 8 كم كل ثانية. وتدور حول الأرض في قرابة 90 دقيقة، أي نحو 16 مرة في اليوم.
استكشفه بنفسك: مدار الأرض مباشرةً · هنا والآن · تقويم السماء · ماذا يمكنني أن أرى في سماء الليل الليلة؟
المصادر
- NASA, International Space Station Facts and Figures: size, mass, 16 orbits a day, crewed since November 2000. nasa.gov
- NASA, Spot the Station: speed, when sightings happen and how to recognise the station. nasa.gov
- NASA, Spot the Station: Frequently Asked Questions: daylight visibility, how often sightings occur. nasa.gov
- CelesTrak (T. S. Kelso): orbital elements from US Space Force tracking. celestrak.org
- Mallama et al. (2024), The Brightness of Starlink Mini Satellites During Orbit-Raising. arXiv:2405.12007
مشتق لمحطة على ارتفاع 420 كم ونصف قطر للأرض قدره 6,371 كم، مع إهمال الغلاف الجوي: السرعة المدارية √(GM/r) ≈ 7.66 كم/ث (نحو 27,600 كم/س)، والمدار الواحد 2πr/v ≈ 93 دقيقة؛ وفوق الرأس مباشرة تبقى المحطة مضاءة بالشمس حتى تصبح الشمس arccos(6,371/6,791) ≈ 20° تحت الأفق؛ وحين تُرى على ارتفاع 10° فوق الأفق تبعد نحو 1,490 كم؛ وبين 10° فوق طرفي الأفق المتقابلين يقطع المرور فوق الرأس 25° من مدارها، أي نحو 6.5 دقيقة (ويغيّر دوران الأرض هذا قليلًا).