Warum hat die Internationale Raumstation ein nach unten gerichtetes Licht?

Es gibt ein paar Positionslichter auf dem besuchenden Raumschiff der Internationalen Raumstation (ISS), die auch als Indikatoren dafür dienen, dass das an der Station angedockte besuchende Raumschiff mit Strom versorgt wird, und aus ähnlichen Gründen. Und der Canadarm2 hat Lichter darauf, damit er ferngesteuert / CCTV betrieben werden kann, auch wenn sich die Station im Schatten der Erde befindet, und sie haben Lichter in der Station, damit Astronauten / Kosmonauten sehen können, und ein Teil dieses Lichts würde in Richtung reflektiert werden Erde, wenn sich jemand in der Kuppel befindet und auf den Nadir zeigt und ihre Schutzklappen geöffnet sind. Aber keines dieser Lichter ist annähernd so stark, um sie aus mindestens 410 km (254 Meilen) Entfernung zu sehen, was die aktuelle Umlaufbahnhöhe der Station ist und die Mindestentfernung zwischen Ihnen und der Station wäre, wenn sie direkt über dem Beobachter umkreist, und am meisten von ihnen blinken.

Was Sie vom Boden aus sehen können, ist jedoch Folgendes:

Was vielleicht nicht am besten bekannt ist, ist, dass die Solarpanel-Arrays der Station doppelseitig sind, um auch einen Teil des Sonnenlichts zu sammeln, das von der Albedo der Erde reflektiert wird (was unser Planet von der Sonne reflektiert). Sie erzeugen ungefähr bis zu 120 kW Leistung (im Durchschnitt etwa 84 kW), die von der großen Anzahl an Geräten, Lebenserhaltung, Experimenten usw. der Station benötigt werden, um zu funktionieren. Es speichert überschüssige gesammelte Energie in Batterien, wenn die Station mit ihrer Photovoltaik keinen Strom erzeugt (daher kommt dieser Durchschnitt, niedriger als ihre maximale Leistung), aber was für Ihre Frage noch wichtiger ist, sie haben ungefähr die Größe von a US-Footballfeld:

                       Bildquelle und Kredit: Internationale Raumstation – Fakten und Zahlen

Was Sie also sehen, ist tatsächlich so, wie @GWP in seiner / ihrer Antwort erwähnt, auch wenn dies als eher vage einzeilige Antwort begann. Wie können wir sicher sein? Einfach. Die Station hat einfach nicht genug Energie, um solche Lichter zu betreiben, die stark und groß genug sind, um vom Boden aus gesehen zu werden, da sie selbst bei 100% Effizienz ungefähr die gleiche Menge an Strom verbrauchen würden, die die Station mit ihrer eigenen Photovoltaik-Effizienz erzeugt weit unter 50 % (ja, sie sind für ein Upgrade fällig, wenn sie es bis 2024 ausführen und noch mehr Experimente durchführen möchten). Der Rest des von der Sonne einfallenden Lichts wird größtenteils reflektiert und teilweise als Wärme absorbiert, die in den Weltraum abgestrahlt werden muss. Aber Sie möchten so wenig von dieser Wärmeabsorption, da die konvektive Wärmeübertragung im nahen Vakuum im Low Earth Orbit (LEO) nicht wirklich funktioniert. Daher verwenden die Solaranlagen eine Beschichtung, die ihrer Effizienz entspricht und den Rest in Wellenlängen reflektiert, die bei der Umwandlung von einfallendem Sonnenlicht in Elektrizität nicht so effizient sind. Und wenn es weniger als 50 % des ihm zur Verfügung stehenden Lichts nutzen kann und vom Rest so viel wie möglich reflektiert, … nun, Sie können rechnen.

Das Licht, das Sie sehen, ist Sonnenlicht, das von den enormen Solarenergie-Arrays der Station reflektiert wird, und kann nur sichtbar sein, wenn die Beobachtungsbedingungen dunkel genug sind, dass der helle Punkt der Station nicht im sonnenbeschienenen Hintergrund verloren geht und die Arrays das Sonnenlicht zu Ihnen reflektieren , also wenn die Station nicht im Erdschatten liegt. Wenn die Station gerade in den Erdschatten eintritt, und wenn sie davor sichtbar war, können Sie auch visuell beobachten, wie sie mit Ihren eigenen Augen langsam in den Schatten übergeht. Das ist ein weiterer Beweis dafür, dass es die Lichter nicht stark genug hält, um von der Oberfläche aus gesehen zu werden, wenn die Tatsache, dass es absolut keinen guten Grund dafür gibt, für sich genommen kein ausreichender Beweis ist.

Hier sind vier Bilder von der Station, die zwei daran angedockte Sojus-Raumschiffe zeigen, die in den Schatten der Erde eintreten, wie von einer der nach hinten gerichteten Kameras des ISS HD Earth Viewing Experiment zu sehen ist (klicken Sie auf die Bilder für größere Versionen):

Dies geschieht etwa alle 93 Minuten auf der Station oder jedes Mal, wenn sie eine ihrer Umlaufbahnen beendet. Außer während der Zeit des hohen Beta-Winkels der Station, wenn sie möglicherweise überhaupt nicht in den Erdschatten eintritt und ihre Umlaufbahn für einige Tage mehr oder weniger auf den Tag/Nacht-Terminator der Erde ausgerichtet bleibt. Mehr zu all dem lesen Sie zB:

• Kann ich die ISS mit bloßem Auge von der Oberfläche aus sehen?

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

• Wie oft richtet sich die ISS-Umlaufbahn auf den Tag/Nacht-Terminator aus?

OK, warum also weiß, wenn die Solaranlagen der Station von sich aus eine bräunlich-goldene Farbe reflektieren? Einfach wegen der Intensität des reflektierten Sonnenlichts im Vergleich zum dunkleren Hintergrund der Abend- oder Morgendämmerung, wenn die Station mit bloßem Auge gesehen werden kann. Wenn die Station gerade in den Erdschatten eindringt und/oder ihr Beta-Winkel (der Winkel zwischen der Sonne, der Station und dem Beobachter) flacher ist und die Solaranlagen der Station gedreht werden, um so viel Sonnenlicht wie in Richtung Sonne zu sammeln , die Menge dieses reflektierten Lichts ist ebenfalls geringer, der Lichtstrahl verliert durch einen als atmosphärische Beugung bekannten Prozess auch etwas an Intensität durch die Atmosphäre (siehe die andere verknüpfte Frage), und Ihre Augen können Farben besser unterscheiden genau. Es wird zu diesen Zeiten auch etwas gelblicher erscheinen.

Um meinen letzten Punkt etwas zu bekräftigen, betrachten Sie diese Einzelbildaufnahme aus dem ISS HD Earth Viewing Experiment , das Solarfelder auf zwei Sojus-Raumschiffen zeigt, die an die Station angedockt sind und einfallendes Sonnenlicht in verschiedenen Winkeln reflektieren:

Wie Sie sehen können, sind die Sonnenkollektoren eigentlich nicht weiß, aber aufgrund der Intensität des reflektierten Sonnenlichts erscheint die Anordnung des vordersten Sojus-Raumfahrzeugs hellweiß. Es ist nicht genau weiß, da es auch nicht die durchschnittliche Wellenlänge des von unserer Sonne emittierten Lichts nach Intensität ist, und das reflektierte Licht enthält Farbkomponenten der auf den Panels verwendeten Materialien, aber für alle Absichten und Zwecke ist es nah genug.

Es ist kein eingeschaltetes Licht; Was Sie sehen, ist Sonnenlicht, das von den Sonnenkollektoren reflektiert wird. Deshalb kann man ihn nur bei nahen Überkopfflügen in der Abend- und Morgendämmerung sehen - die Sonne ist noch nicht aus der Höhe der Raumstation "untergegangen".

Von http://nasa.gov/vision/space/travelinginspace/f_skywatch.html

Die Raumstation ist eines der sichtbarsten von Menschenhand geschaffenen Objekte am Himmel, da sie das Sonnenlicht reflektiert und oft wie ein sich langsam bewegender Stern aussieht.

Die ISS ist mit hochreflektierendem Material bedeckt, um ihre Temperatur zu regulieren. Es ist gar nicht so einfach, Energie in den Weltraum abzustrahlen, ein Vakuum ist eigentlich der beste Isolator, den die Wissenschaft kennt. Wenn also Sonnenlicht auf die Station trifft, ist es das Beste, so viel Energie wie möglich daran zu hindern, absorbiert zu werden, damit alles strahlend weiß ist. Aus dem gleichen Grund gibt es auch riesige Heizkörper. Sie sind hauptsächlich dazu da, um die Sonnenkollektoren vor Überhitzung zu schützen – denn sie sind eigentlich die einzigen Dinge auf der ISS, die nicht hellweiß sind, sondern eine dunkle kupferfarbene Farbe. Die Radiatoren helfen auch, den Rest der Station zu kühlen. Da die Sonnenkollektoren für die beste Lichtaufnahme abgewinkelt sind, reflektieren sie selten viel Licht in Richtung Boden. Hauptsächlich,

Es gibt eine Reihe von Fotos im Internet, die mit Teleskopen der ISS aufgenommen wurden, die in der Nähe der Dämmerung oder des Morgengrauens über uns hinwegflogen. Das folgende ist gemeinfrei und wurde von Ralf Vandebergh aufgenommen. Darin befinden sich die hellen Abschnitte auf dem Hauptfachwerk und den Hab-Modulen.

Und hier sind Links zu mehreren weiteren urheberrechtlich geschützten: Einer von der Europäischen Weltraumorganisation

Ein weiterer von Vandebergh , der in Wired erschien

Und mehrere von Thierry Legault

Wenn die ISS das Sonnenlicht von den Sonnenkollektoren zum Boden reflektiert, ist das, was zu sehen ist, eine Eruption, die in der Tat sehr hell sein kann. Hier ist, was sie darüber auf der Hayden Planetarium- Website sagen:

Und als Bonus kann Sonnenlicht, das direkt von den Sonnenkollektoren glänzt, manchmal dazu führen, dass die ISS kurzzeitig in Brillanz bis zu einer Helligkeit von -8 "aufflackert". mehr als 16 mal heller als die Venus!