Können Sie die Form der ISS mit bloßem Auge erkennen, wenn sie über Ihnen vorbeifliegt?

Nachdem ich die Internationale Raumstation zahlreiche Male beobachtet habe, wie sie in einer klaren Nacht und wenn meine Augen ausgeruht sind (ich starre viel auf Monitore, wie ich die meisten von uns hier vermuten würde) über den frühen Nachthimmel schwebte, hatte ich eine normale Sehschärfe (20/20 Vision ), kann ich Ihnen versichern, dass die Behauptungen Ihres Freundes selbst für einen erfahrenen Amateurastronomen mit vielen Tricks im Ärmel ziemlich unmöglich sind, wie z sein früher Nachthimmel, wenn es höchstwahrscheinlich in den Erdschatten eintreten würde), um die atmosphärische Beugung von kontrastreichen nahen hellen Quellen auf einem dunklen Hintergrund zu reduzieren, die sich zu einem einzigen Lichtpunkt reduzieren:

           ^{Luftige Beugungsmuster, die durch Licht von zwei Punkten erzeugt werden, die durch eine kreisförmige Öffnung treten, z. B.
           die Pupille des Auges. Punkte, die weit auseinander liegen (oben) oder das Rayleigh-Kriterium erfüllen (Mitte), können unterschieden werden.
           Punkte, die näher am Rayleigh-Kriterium liegen (unten), sind schwer zu unterscheiden. Bild und Zitat: Wikipedia}

Aber bevor wir überhaupt darüber nachdenken, welche anderen Einschränkungen es bei der Erkennung von Merkmalen eines entfernten Objekts geben könnte, wollen wir zuerst sehen, was für ein menschliches Auge noch einigermaßen plausibel ist. Die Frage ist also, wie hoch ist die Auflösung des menschlichen Auges und der Mindestabstand zwischen zwei hellen Objekten in der Umlaufbahnhöhe der ISS (370 km oder 230 mi)?

Laut Human Photoreceptor Topography , Curcio et al., 1990 (PDF), die mehrere Quellen sowie eigene Messungen der räumlichen Dichte von Zapfen und Stäbchen in ganz montierten menschlichen Retinas auflistet, betrug die größte aufgezeichnete Zapfendichte 324.100 Zapfen/mm ² . Das gibt uns eine Sehschärfe (oder einen Abstand von Reihe zu Reihe, den wir benötigen, um mindestens zwei einzelne Merkmale zu erkennen) von 86,3 Zyklen/°. Für unseren besten Fall, mit einem guten Auge , Vernachlässigung aller atmosphärischen Effekte, der ISS direkt über uns, wenn sie am nächsten ist, und optimalem Kontrast zum Hintergrundhimmel erhalten wir einen Mindestabstand von Objekten von 74,83 m. Wenn zwischen Beobachter und Station keine Luft wäre!

Während also 74,83 m bei einer Länge des ISS-Traversen von 109 m genau richtig erscheinen (und Solarpanel-Arrays sich etwas weiter als sein Traversen erstrecken, so dass die Mittelpunkte ihrer beiden Seiten tatsächlich etwa so weit voneinander entfernt wären), sollten wir dies nicht vergessen dass sich zwischen dem Betrachter und dem Objekt, durch das der Betrachter hindurchschaut, etwa so viel Materie befindet, als ob er etwa 10 Meter durch Wasser blicken würde. Die beiden Seiten der ISS wären also tatsächlich ziemlich unmöglich zu unterscheiden, selbst von einem Beobachtungspunkt in großer Höhe, keine Luft- oder Lichtverschmutzung und eine extrem klare Nacht.

Es ist jedoch immer noch möglich, dass Ihr Freund sich nichts ausdenkt, einen Iridium-Flare von zwei dicht aufeinanderfolgenden Satelliten gesehen hat, die in Formation flogen, und sie mit der ISS verwechselt hat. Die sind gar nicht so selten, ich habe erst letzten Monat zwei solcher Doppel-Iridium-Flares gesehen, und ich kann Ihnen versichern, dass es mir nicht langweilig war, ständig in den Nachthimmel zu schauen. Diese doppelten (oder manchmal dreifachen, vierfachen,...) Flares von Satelliten, die in Formation fliegen, können ungefähr so ​​​​aussehen (mit einer Zoomkamera aufgenommene Langzeitbelichtung):

Ein unerfahrener Beobachter könnte diese leicht mit einem einzelnen Objekt verwechseln, da sie sich zu bewegen scheinen, als wären sie miteinander verbunden, wie die ISS-Solarpanels über ihr Fachwerk. Sie bewegen sich genau so, wie Sie es von Low-Earth-Orbit-Satelliten (wie der ISS) erwarten würden, was natürlich daran liegt, dass sie es sind. Und sie können so hell sein wie die ISS. Aber sie halten einen etwas größeren Abstand zueinander als die ungefähr 100 Meter der ISS. Tatsächlich gibt es viel weniger Platz zwischen den ISS-Solarpanel-Arrays, da dies ungefähr ihre Gesamtlänge ist.

Das menschliche Sehen hat eine unverstärkte Auflösung (typischerweise) von etwa 0° 4'.

Die ISS umkreist bei 370 km. Es ist ungefähr 73 m breit und 109 m lang.

3,7e5 * sin(4') ≅ 430,5

Jedes "Pixel" ist ungefähr 430 m groß. Dass die Station überhaupt sichtbar ist, ist einfach eine Frage der Helligkeit.

Um zuverlässig eine sichtbare Form zu erhalten, wäre ein ungefähr 10-facher Bereich erforderlich. An diesem Punkt wäre das Bild zwischen 1 x 2 Pixel und 3 x 3 Pixel groß, je nachdem, wo genau es hinfällt - ausreichend, um im Laufe der Zeit auf die Form zu schließen.

Selbst in der Fovea, wo bei Spitzenpersonen eine so geringe Diskrimination wie 0° 0' 21" Bogenauflösung festgestellt wurde, würde die Spitzenauflösung etwa 21 m pro Pixel betragen. Immer noch nur etwa 4x5 Pixel wert sehr Spitze.

Beachten Sie auch: Die menschliche Formunterscheidung ist kein kontinuierliches Feld mit einheitlicher Auflösung, sondern ein variables Feld, das von etwa (typisch) einer Zone von ≤ 1 ° mit einer Auflösung von 1 'bis zu einem äußeren Band von ≥ 1 ° pro Kegel an den äußersten Rändern reicht. Es ist kaum möglich, die Station am Gipfel zu erkennen, aber nur, wenn man direkt darauf blickt und dann nur, während sie in der engen Sicht auf die zentrale Fovea bleibt.

• NASA Fakten & Zahlen ISS (http://www.nasa.gov/mission_pages/station/main/onthestation/facts_and_figures.html)

Zusätzlich zu den anderen Antworten: Sie könnten dies tatsächlich selbst testen.

Bauen oder drucken Sie ein 5-cm-Modell der Station. Stellen Sie sicher, dass es weiß ist. Der Maßstab wäre 5/10900 = 1:2180

Wenn Sie von einer durchschnittlichen Entfernung von etwa 370 km ausgehen, würde dies auf etwa 170 m herunterskalieren.

• Finden Sie eine gerade Straße ohne Verkehr. Überprüfen Sie mit einer Karte, ob sie lang genug ist.

• Nehmen Sie ein Fahrrad, messen Sie den Umfang des Reifens und markieren Sie eine Speiche. Berechnen Sie, wie viele Umdrehungen Sie brauchen, um auf 170 Meter zu kommen.

• Nehmen Sie an einem sonnigen Tag schwarzen Karton, stellen Sie das Modell davor und bewegen Sie sich dann langsam weg und zählen Sie die Umdrehungen. Ein gutes GPS geht auch, macht aber weniger Spaß.

Dies berücksichtigt zwar keine atmosphärischen Effekte, sollte aber dennoch einigermaßen genau sein.