当我在黑暗的夜晚带人们出去观星时，他们总是惊讶地发现有多少人造卫星在头顶经过时是可见的。事实上，如果你在外面待一两个小时，你可以很容易地发现十几个或更多卫星划过天空！我理解这种困惑。卫星似乎离我们很远——在太空中——你会认为它们几乎是看不见的，而且很少被看到。
但这具有误导性：它们中的大多数比你想象的要近得多。许多卫星也很大而且闪亮，这使它们更亮——而且，虽然你在地面上可能是晚上，但你上方的卫星仍然可以在充足的阳光下沐浴，并愉快地反射所有这些太阳光子。所有这些使得大多数卫星相当容易被发现。
目前地球周围有超过 7,500 颗活跃卫星。它们的范围从具有机密能力的军用“鸟”到远视天文观测台，再到提供天气预报、通信和其他消费者服务的普通商业航天器。还有数千颗处于非活动状态。这些报废的卫星中有许多是废弃的火箭助推器，在它们将轨道有效载荷送入轨道后仍围绕地球运行很长时间。
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一些卫星很小，例如烤面包机大小的立方体卫星，可以很容易地放在桌面上，而另一些则很大，例如校车大小的哈勃太空望远镜。较大的卫星往往更亮，因为它们提供更多的表面积来反射阳光。
如果你曾经在多云的天气里看过日落，你可能会注意到，即使太阳已经落山，它仍然可以直接照亮云层。因为云层比你所在的高度要高，所以在短时间内，它们仍然可以看到地平线上的太阳，从而获得“额外”的白天时间。卫星的高度甚至更高，所以它们可以在太阳在下方星球上落下数小时后仍处于阳光照射下。
它们有多高？地球大气层没有容易定义的上限，它随着高度的增加而变得更加稀薄，但大多数太空爱好者认为太空从地球表面以上 100 公里处开始（尽管一个强有力的论点可以认为它从仅 80 公里处开始）。这个边界称为卡门线，空气在这里变得如此稀薄，以至于它对大型轨道物体的影响可以忽略不计。但为了安全并防止大气阻力，大多数卫星的轨道高度至少在地面以上 160 公里处。介于该高度和地球表面以上约 2,000 公里之间的任何东西都被认为是“近地轨道”。
这意味着从头顶经过的卫星离你很近。你可以在不到两个小时的时间里行驶 160 公里——只是不能直线上升！
事实上，大多数卫星会比这更远。这取决于它们的轨道大小以及它们在轨道中相对于你在地面上的位置。如果你看到一颗卫星正好在你的头顶，即天顶，那么它离你最近。当它更靠近地平线时，即使是低地球轨道卫星也可能离你超过 1,000 公里，因此会暗淡得多。
结构几何形状的变化也会改变卫星的地面可见度。有些卫星具有反射面板，可以在合适的角度捕捉阳光，就像镜子一样，短暂地将光线直接照射到你身上。这称为耀斑，它会导致卫星的亮度快速且显着增加，然后又迅速变暗。很多次，我看到这种效果使一颗平平无奇的轨道卫星突然超越金星！这真是一个奇观。
当一颗卫星翻滚时，还会出现另一种引人注目的现象，即在轨道上前后翻滚。废弃的火箭助推器是典型的罪魁祸首。当你看到翻滚助推器的较短端时，反射阳光的表面积较小。但当它旋转时，它会将较长的一侧呈现给你。这使得助推器看起来缓慢地脉动；随着它的翻滚，它会按规律的周期变得更亮和更暗。这真是一件很神奇的事情。在长时间曝光的照片中，它看起来像一条与星星相对的虚线。
卫星划过天空的速度取决于其轨道高度。低空卫星的移动速度与飞机的视速度大致相同。不过，不要被迷惑了：低地球轨道上的典型速度仍然约为每小时 28,000 公里，这比客机快几十倍！事实上，这种视速度的相似性使得很容易将卫星误认为飞机。但是，区分它们的一个明确方法是，卫星的亮度往往是稳定的（或缓慢变化的），而飞机的防撞灯则快速闪烁。此外，当飞机足够接近时，你可以区分其翼尖上的红色和绿色导航灯。
一个易于发现的明亮卫星的最佳示例是国际空间站 (ISS)。它长 100 多米，是轨道上最大的结构，并且在它平静而流畅地划过天空时，会变得非常明亮。当你观察它时，请记住：在那一点光中有人类居住！这总是让我感到敬畏。
一些卫星的轨道高度要高得多，移动速度也慢得多。它们往往也更暗淡，这使得它们更难被发现。其中最著名和数量最多的卫星称为地球同步卫星，它们在约 36,000 公里的高度围绕地球运行，这使得它们的轨道周期恰好等于地球的自转周期。对于地面上的我们来说，它们似乎被钉在天空中——当星星升起和落下时，它们是不动的（或移动非常缓慢的）。这些通常最好在延时视频中发现，因为即使星星的移动，它们相对于地平线也没有移动。
你可能还会看到几颗卫星成排地聚集在一起，像轨道上的火车车厢一样沿着同一条线穿过天空：这些很可能是新部署的 SpaceX 星链卫星，它们在进入各自的分配轨道之前遵循着共享的轨迹。这景象令人惊叹，即使它们是现代天文学的祸根。
有时在最近向国际空间站发射航天器后，你可以看到一颗较暗的“星星”拖在空间站后面；那是补给船（偶尔也搭载宇航员）正赶上国际空间站，准备进行交会。
偶尔，你甚至可能会看到一颗向东行驶的卫星变暗、变红，然后从地平线上方消失。恭喜你；你刚刚看到太阳在它身上落下！当一颗卫星向东移动时，从它的角度来看，太阳似乎正在落下。正如当阳光从地球表面观察时（由于穿过我们星球大气层的一片区域而衰减）似乎变红并褪色一样，它也会在将卫星投入轨道黑暗之前，短暂地在卫星上投射出红润的色调——一种超现实的景象！
那么，你如何亲自观看这些现象呢？有很多应用程序和网站可以跟踪并告诉你哪些卫星从你的位置可见，以及在天空中的什么时间和什么位置寻找它们。我通常使用Heavens Above，但在互联网搜索中你会发现更多。只需尽可能准确地在你的卫星跟踪器中输入你的位置（你通常可以从地图中选择它），然后就可以开始了。
我希望你能在下一个晴朗无月的夜晚发现一些。观看它们是一种激动，因为你知道你看到的是我们人类送上天空的东西。谁知道呢？如果它是一颗地球观测卫星，它甚至可能也在回望着你。