陳若穎

在天空建立“星座”

20世紀(jì)末，摩托羅拉公司有位名叫巴里·伯蒂格的工程師。1985年，他的妻子在前往加勒比海度假歸來(lái)后，曾向他抱怨偏遠(yuǎn)的小島上沒(méi)有通信信號(hào)，無(wú)法與客戶聯(lián)系。伯蒂格聽(tīng)后受到啟發(fā)，很快就和兩位工程師同事利奧波德、彼得森構(gòu)思出一個(gè)在全球任何地方都能暢通無(wú)阻接打電話的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

他們構(gòu)思設(shè)計(jì)將77顆衛(wèi)星發(fā)射到距離地面約780千米的近地軌道上，讓衛(wèi)星們均勻地在7條軌道上圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)用戶撥打電話時(shí)，衛(wèi)星接收到信號(hào)后便可以自動(dòng)計(jì)算出最短距離，并在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中將信號(hào)傳輸回地面。

如今的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)需要先從我們的手機(jī)傳輸?shù)礁浇幕?，然后再通過(guò)基站之間的傳輸送到另一位用戶的手機(jī)中。單個(gè)基站的覆蓋范圍是有限的，一般最多不過(guò)幾十千米，所以人們之間的通信就十分依賴通信公司的基站建設(shè)。如果某個(gè)人跡罕至的地區(qū)沒(méi)有基站覆蓋，那么這個(gè)地區(qū)就沒(méi)有辦法使用移動(dòng)信號(hào)進(jìn)行通信。伯蒂格等人設(shè)計(jì)出來(lái)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)相當(dāng)于把地面上的基站系統(tǒng)整個(gè)搬到了太空中，利用衛(wèi)星覆蓋范圍廣、信號(hào)延遲短等優(yōu)點(diǎn)替代基站，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的通信。

由于伯蒂格等人設(shè)計(jì)出來(lái)的77顆衛(wèi)星環(huán)繞地球的方式如同電子圍繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn)一般，而原子序數(shù)77的元素“銥”在拉丁文中的寓意又是“彩虹”，于是這些衛(wèi)星就被取名為“銥星”，而這個(gè)計(jì)劃則被稱為“銥星計(jì)劃”。雖然后來(lái)經(jīng)過(guò)仔細(xì)計(jì)算，只需要6條軌道，共發(fā)射66顆衛(wèi)星就可以滿足通信需求，但因?yàn)樵有驍?shù)66的元素“鏑（dī）”在希臘語(yǔ)中的意思是“難以取得”，聽(tīng)上去不太好，于是科學(xué)家們保留了“銥星”這個(gè)名字并延續(xù)至今。

摩托羅拉公司的高管達(dá)雷爾·希利斯對(duì)銥星計(jì)劃很感興趣，他向摩托羅拉公司的高層報(bào)告了這個(gè)計(jì)劃并獲得了高層的認(rèn)可。于是，摩托羅拉的分支—— 銥星公司誕生了。希利斯設(shè)想中的銥星公司是一個(gè)全球化、自由化的公司，這與當(dāng)時(shí)冷戰(zhàn)后無(wú)數(shù)發(fā)展中國(guó)家渴望通過(guò)建設(shè)新的通信設(shè)施來(lái)增加國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的想法不謀而合。希利斯通過(guò)說(shuō)服眾多發(fā)展中國(guó)家參與銥星公司的投資，建立起一個(gè)由世界各地十幾種不同國(guó)籍的投資者組成的股東大會(huì)，籌集了發(fā)射衛(wèi)星所需要的數(shù)十億美元。

在銥星公司成功上市后的一年時(shí)間內(nèi)，銥星公司完成了66顆衛(wèi)星的發(fā)射。美國(guó)的德?tīng)査蘒I 型火箭、俄羅斯的質(zhì)子k型火箭和中國(guó)的長(zhǎng)征2號(hào)丙改進(jìn)型火箭也曾分別承擔(dān)過(guò)銥星的發(fā)射任務(wù)。

在當(dāng)時(shí)冷戰(zhàn)剛結(jié)束的背景下，全球都在宣揚(yáng)自由與平等，銥星公司“全球自由通信”的概念一經(jīng)提出，便獲得了世人的關(guān)注。銥星公司甚至還打出“一號(hào)通天下”的廣告語(yǔ)。在銥星計(jì)劃即將投入運(yùn)行的時(shí)候，最初構(gòu)想出這一計(jì)劃的伯蒂格等人在面對(duì)《連線》記者的采訪時(shí)，驕傲地說(shuō)道：“我們是自神以來(lái)，第一個(gè)在天空建立星座的人?！?/p>

然而，銥星公司吉利的名字卻沒(méi)能幫它逢兇化吉。在銥星公司轟轟烈烈地進(jìn)行融資、發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，新興的地面基站通信技術(shù)迅速問(wèn)世并取得了廣大用戶的支持，也就是后來(lái)我們熟悉的2G網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)時(shí)的銥星公司推出了一種能夠匹配銥星網(wǎng)絡(luò)，售價(jià)3000多美元的手機(jī)。這種手機(jī)必須在空曠無(wú)遮擋處接打電話，才能保證手機(jī)和衛(wèi)星信號(hào)之間的無(wú)障礙傳輸。不僅如此，它的傳輸速度極慢，穩(wěn)定性不佳。相比之下，新興的移動(dòng)通信系統(tǒng)以其便利、廉價(jià)、穩(wěn)定的技術(shù)在人口密集的地區(qū)站穩(wěn)了腳跟。當(dāng)銥星公司費(fèi)盡周折在1998年11月1日正式將銥星手機(jī)投入使用時(shí)，留給它的市場(chǎng)空間已經(jīng)所剩無(wú)幾。銥星公司虧損巨大，最終獲得的用戶數(shù)量還不到預(yù)期的十分之一。最終，入不敷出的銥星公司不得不申請(qǐng)破產(chǎn)，并于1999年3月17日終止了銥星服務(wù)。

意外的奇觀

銥星公司留給人們的除了一段雄心勃勃卻慘遭失敗的故事和孤單飄蕩在太空中的數(shù)十顆衛(wèi)星，還有一段無(wú)心插柳的番外趣事。平時(shí)，在軌道上運(yùn)行的銥星不過(guò)是一個(gè)個(gè)5～6等亮度的小點(diǎn)，肉眼幾乎無(wú)法看見(jiàn)。然而，銥星自身有三塊載有通信設(shè)備的鋁板，這三塊鋁板能夠很好地將太陽(yáng)光反射到地球，在地面上空形成一條寬達(dá)數(shù)千米的光帶。處于光帶中的人們借助反射的太陽(yáng)光就可以看到移動(dòng)中的銥星。移動(dòng)中的銥星會(huì)通過(guò)亮度的變化形成“閃光”，這種特殊的閃光被人們稱為“銥星閃光”，簡(jiǎn)稱“銥閃”。由于銥星數(shù)量眾多，在20世紀(jì)初人們幾乎每天都能觀測(cè)到銥閃。后來(lái)，觀看甚至拍攝這些小亮點(diǎn)已經(jīng)成為天文愛(ài)好者的一種樂(lè)趣。

觀測(cè)銥閃

那么，我們應(yīng)該如何通過(guò)肉眼區(qū)分銥閃和流星軌跡呢？

1.人們能看到銥閃是因?yàn)樗瓷涮?yáng)光形成了一條移動(dòng)的光帶，所以從地球上看，它的軌跡會(huì)有一個(gè)先逐漸變亮再逐漸變暗的過(guò)程。而流星因?yàn)槭俏矬w燃燒發(fā)光，所以軌跡的末端是物體燃盡后的突然變暗，而非逐漸變暗。

2.銥閃最亮能夠達(dá)到-8等，約是金星亮度的50倍。而流星除巨大的火流星外，絕大部分最亮不過(guò)-2等左右，亮度不及銥星。

3.銥閃由于反射太陽(yáng)光的角度問(wèn)題，只能出現(xiàn)在傍晚或凌晨，絕對(duì)不可能出現(xiàn)在深夜。但流星是可能在深夜出現(xiàn)的，只不過(guò)相對(duì)來(lái)說(shuō)，凌晨時(shí)的數(shù)量會(huì)更多一些。

4.由于銥星運(yùn)行軌跡的緣故，銥閃的軌跡一般情況下是由北向南的，并且是可預(yù)測(cè)的。但流星卻充滿了隨機(jī)性，除了可預(yù)測(cè)的流星雨外，它的軌跡和出現(xiàn)時(shí)間大部分是不確定的。

相對(duì)于其他天文觀測(cè)來(lái)說(shuō)，銥閃的觀測(cè)門(mén)檻較低，只需通過(guò)肉眼就可觀測(cè)，對(duì)天氣以及觀測(cè)者的要求也不高。要觀測(cè)一次銥閃，只需要查詢好它的預(yù)報(bào)，在預(yù)報(bào)的時(shí)間抬頭看向預(yù)報(bào)的方位，確認(rèn)天空中沒(méi)有較多的烏云遮擋，就基本能夠成功觀測(cè)了。那我們?nèi)绾尾樵冦為W的預(yù)報(bào)呢？現(xiàn)在大家常用的查詢網(wǎng)站有Heavens Above和晴天鐘。我們只需要打開(kāi)網(wǎng)站，輸入自己的地理坐標(biāo)，選擇好我們想要觀測(cè)的人造天體，就可以獲得天體運(yùn)行到我們所在地的時(shí)間和方位了。

“消失”的銥閃

2019年，很多人在紀(jì)念“消失”的銥閃，這是怎么回事呢？首先我們把目光轉(zhuǎn)回銥星公司。在申請(qǐng)破產(chǎn)后，銥星公司準(zhǔn)備利用程序讓衛(wèi)星們自動(dòng)墜毀，成為天空中一道道流星。此時(shí)拯救者丹·科魯西出現(xiàn)了?？启斘髟诔蔀殂炐枪镜母邔雍?，開(kāi)始了大刀闊斧的改革。在21世紀(jì)初，2.4kb/s的傳輸速度對(duì)人口密集地區(qū)的人們來(lái)說(shuō)，也許什么也干不了。但對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們?nèi)缒媳睒O科考隊(duì)、航行在廣袤海域的海軍來(lái)說(shuō)，卻是可以救命的。于是科魯西帶領(lǐng)銥星公司重新找到了自己的商業(yè)定位。美國(guó)軍方成了他們最大的客戶，銥星也終于找到了用武之地。

不過(guò)，銥星公司的再度出擊對(duì)于天文愛(ài)好者來(lái)說(shuō)可能并不是一個(gè)好消息。重組后的銥星公司由于技術(shù)更新，將會(huì)發(fā)射數(shù)顆二代銥星代替老舊報(bào)廢的一代銥星。同時(shí)，為了減少太空垃圾，一代銥星陸續(xù)受控墜毀。但是二代銥星并沒(méi)有像一代銥星一樣裝配鋁板，這也就意味著它們沒(méi)有能力反射太陽(yáng)光，無(wú)法形成一代銥星那樣的銥閃。在2019年1月，Space X 公司的獵鷹9號(hào)火箭攜帶著最后一批二代銥星上天，幫助銥星公司完成了銥星的更新?lián)Q代，這也被外界視為銥星計(jì)劃的復(fù)活。但隨著銥星計(jì)劃的復(fù)活，以及一代銥星的受控墜毀，我們能夠觀看到銥閃的機(jī)會(huì)越來(lái)越少。2019年12月6日，隨著最后一顆一代在軌銥星——銥97 號(hào)受控墜毀，這種可預(yù)測(cè)的閃光正式退出了天文觀測(cè)的舞臺(tái)，我們?cè)陬A(yù)報(bào)中再也看不到銥閃的身影。

說(shuō)到這里，你可能會(huì)對(duì)消失的銥閃有些好奇又有些無(wú)緣得見(jiàn)的遺憾。別擔(dān)心，當(dāng)年為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，銥星公司在每條軌道上多發(fā)射了一兩顆備用衛(wèi)星，這些備用衛(wèi)星有一部分至今仍未墜毀，也就是說(shuō)，它們依舊可以產(chǎn)生銥閃。但因?yàn)閭溆眯l(wèi)星的姿勢(shì)不受控制，所以我們無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)銥閃出現(xiàn)的時(shí)間以及可觀測(cè)的地點(diǎn)。

所謂消失的銥閃其實(shí)并未真正消失，它們依舊會(huì)在某天某時(shí)突然閃現(xiàn)，只是我們?cè)僖矡o(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)而已。說(shuō)不定哪天你抬頭仰望天空，看到的亮光就是偶然經(jīng)過(guò)的銥星呢！