Безопасно ли наблюдать за МКС невооруженным глазом?

Насколько я понимаю, когда мы смотрим на МКС, это происходит потому, что солнечные лучи отражаются от солнечных панелей МКС и достигают нас под соответствующим углом. Так что это было бы эквивалентно наблюдению за Солнцем через зеркало, за исключением того, что солнечные панели не являются отражающими на 100% зеркалами.

Итак, безопасно ли регулярно наблюдать за МКС невооруженным глазом?

Возможно, вас не удивит, что Рэндалл уже исследовал подобную проблему: what-if.xkcd.com/145.
@stripybadger: Проблема, связанная с рассуждениями Рэндалла, заключается в том, что если я поднесу хорошее большое зеркало к солнцу, свет от него все равно может вызвать пожар, но свет будет исходить от зеркала, которое я могу продолжать держать в руке. руку, потому что она не приблизится к температуре сгорания. Так почему же отражение от поверхности Луны вдруг принципиально не может подняться выше лунной температуры, когда ясно, что отражение от зеркала может это сделать?
@Mehrdad, ты уверен, что сможешь разжечь огонь зеркалом, отражающим солнечный свет?
@Tim Это кажется интересной темой. Значит, мы не можем зажечь огонь из плоского зеркала, отражающего солнечные лучи, если у нас есть увеличительное стекло?
@ Тим: Вот видео . ArghyaChakraborty: Я только что спросил об этом здесь , на случай, если вам будет интересно следовать дальше.
@stripybadger Ну, вы можете повредить глаза светом, который намного менее горячий, чем солнце. Не нужно огня, чтобы «сжечь» сетчатку. Кроме того, его аргумент действительно справедлив только для диффузного отражения.
Разве днём не видно буквально всё снаружи, потому что солнечные лучи отражаются от него и попадают нам в глаза? Почему вы особенно беспокоитесь о МКС?
@Kat Если МКС отражается как зеркало, то это отличается от света, отражающегося от объектов в целом. Конечно, если бы это было так, то он был бы виден только на одной части земли в каждый момент времени (а возможно, и ни на одной).
@ Накопление Я не уверен, что вы имели в виду под 1 частью земли, но чем дальше зеркало от земли, тем больше область, которая может видеть солнце в зеркале как отражение. Верно? (Я не уверен, но я думаю, что это так)
@ArghyaChakraborty Чувство дискомфорта и «безопасность» — не одно и то же. Рефлекс «дискомфорта» глаза вызывает прищуривание, что является естественной реакцией на ограничение количества света, попадающего в глаз. Вопреки здравому смыслу, может быть безопаснее не носить солнцезащитные очки и косить, чем носить солнцезащитные очки, потому что косоглазие автоматически ограничивает воздействие света. Дешевые солнцезащитные очки не полностью удаляют УФ-излучение и могут вызвать солнечный ожог сетчатки, поскольку рефлекс косоглазия больше не возникает.
«Глаза моей госпожи совсем не похожи на солнце», однако при дневном свете они отражают солнечный свет, как и все остальное, что можно увидеть при дневном свете, а луна - всякий раз, когда мы ее видим.
@ArghyaChakraborty В зеркало по-прежнему поступает ограниченное количество света в секунду. Чем больше площадь, на которую распространяется этот свет, тем менее он опасен. Так что либо вы можете видеть его только в крошечной области, и это может быть опасно (зеркальное отражение), либо вы можете увидеть его из любой точки планеты, где оно не закрыто горизонтом, и оно не может быть опасным (диффузное отражение). отражение). Зеркало находится очень далеко от вас и кажется очень маленьким — это ограничивает как падающий свет, так и область, в которую он зеркально отражается. Блик в озере опаснее МКС.
Уличные фонари @kat излучают собственный свет. Автомобильные фары. Экран вашего мобильного телефона. О, и вон там парень приваривает новые трамвайные рельсы, а непослушный ребенок запускает фейерверк прямо за ним.
@JohnDvorak Большинство из этих вещей не происходят в течение дня, и ни один разумный человек не поверит, что может видеть снаружи при дневном свете на экране мобильного телефона. Да, да, вы можете быть в густом лесу с фонариком или чем-то еще, но я почти уверен, что вы понимаете, к чему я клоню. Я никогда не видел, чтобы люди беспокоились о солнечных батареях на домах, особенно если они далеко, хотя все они отражают солнечный свет вам в глаза, если вы это сделаете. Вероятно, OP делает основное предположение, что они не беспокоятся об этом, и я подумал, что им может понравиться ....
... ответ, который касается этого предположения, чтобы они могли лучше понять, что опасно и что не опасно смотреть в будущем. Извиняюсь, если получилось язвительно; это был искренний вопрос.
@tim зеркала солнечной печи нагреваются так же, как и содержимое тигля?
@HarryJohnston: (a) и (b) не имеют значения, если только вы не думаете, что если оставить зеркало на некоторое время в вакуумной камере, это изменит суть истории. (c) также не имеет значения, поскольку не является частью аргумента Рэндалла.
@HarryJohnston: Во-первых, обратите внимание, что для того, чтобы аргумент был действительным, зеркало не просто должно нагреться достаточно, чтобы начать огонь (температура огня не просто низкая, но и довольно произвольная по отношению к аргументу), но на самом деле горячее достаточно, чтобы стать сравнимой с температурой источника света. Во-вторых, я даже не вижу, чтобы температура возгорания происходила в первую очередь. Простой тест: загорится ли ваша машина, если вы оставите зеркало на сиденье на солнце? Если это не так, вы действительно думаете, что вас спасает только теплопроводность и/или конвекция внутреннего воздуха и/или сиденья? Я не ожидаю этого.
@Mehrdad была машина, которую рация расплавила в Лондоне. Это башня с изогнутой стороной, и она отражала солнечный свет так, что пластик в машине начал плавиться.
@Mehrdad, моя ошибка. Вы совершенно правы, температура зеркала при тепловом равновесии не имеет значения. Важно то , является ли отражение зеркальным или рассеянным (а также форма). В качестве мысленного эксперимента представьте, что Луну заменили плоским зеркалом того же диаметра: на Земле было бы только одно место, где вы могли бы видеть отражение всего Солнца, но в этой точке вы действительно могли бы использовать отраженный солнечный свет, чтобы начать огонь. И наоборот, вы не можете использовать белый предмет вместо ручного зеркала. (Я не думаю, что сферическое зеркало тоже подойдет.)
Тим - ключ к рации, расплавившей автомобильный пластик, а не отражение. Важно было сфокусировать свет. Вот почему вы не можете разжечь огонь от отраженного солнечного света от плоского зеркала, но вы можете от вогнутого зеркала.
Ответ полностью зависит от вашего расстояния до МКС, которое вы не указали (ваше "мы" вполне может включать космонавтов на этом форуме).
@stripybadger Не то чтобы это было удивительно, и, честно говоря, даже гораздо менее интересно. Мы не должны использовать «комедийные» юмористические веб-сайты в качестве серьезных ссылок, особенно если предмет беспокойства связан с потенциальным необратимым повреждением глаз. Лично для меня xkcd вызывает такое же доверие, как 9gag, MemeCenter или CollegeHumour — то есть, округлив до целых чисел, ноль.

Ответы (5)

Это безопасно.

МКС имеет диаметр около 100 метров в самом широком месте и находится на расстоянии 400 км; этот калькулятор говорит мне , что угловой размер составляет ~ 0,014 градуса. Угловой размер Солнца составляет около 0,53 градуса. Если бы и МКС, и Солнце были квадратными, соотношение площадей было бы около 1400:1; Соотношение сторон МКС находится примерно на уровне π/4, поэтому непрямоугольность в значительной степени уравновешивается, и вы ожидаете, что идеально отражающая МКС поразит ваш глаз примерно 1/1400 яркости солнца. . Как отмечалось в других ответах здесь, МКС далеко не идеально отражает.

Возможно, отраженный от МКС свет все еще мог бы нанести вред, если бы он был сфокусирован на одной и той же части вашей сетчатки в течение длительного времени, но вас защищают две вещи: во-первых, МКС путешествует по небу с довольно хорошей скоростью, и во-вторых, даже если вы попытаетесь отследить МКС глазным яблоком, непроизвольные саккады вашего глаза заставят изображение МКС быстро перемещаться по вашей сетчатке, распространяя полученную световую энергию.

Вы не приводите никаких аргументов, почему яркость, а не яркость, является определяющим фактором.
-1: Это неправильный анализ. При локальном поражении сетчатки имеет значение яркость («поверхностная яркость»), которая одинакова независимо от того, какая «апертура» ограничивает обзор Солнца или его зеркального отражения (и, кстати, также не зависит от расстояния до него). Солнце) -- до тех пор, пока угловой размер видимого Солнца достаточно велик, чтобы его можно было разрешить глазом. Таким образом, большая часть второго абзаца этого ответа (сравнение общей кажущейся яркости или освещенности) не имеет значения. ...
... Что действительно снижает вероятность повреждения, так это то, что МКС не является идеальным зеркалом, а также не совсем разрешается глазом, поэтому поверхностная яркость несколько ослаблена. Движение и саккады также имеют значение.

Без проблем, даже с телескопом

Мало того, что это совершенно безопасно для невооруженного глаза, это также не проблема с телескопом с большой апертурой.

Сначала я пытался смотреть на МКС с объективом 80-200mm f/2.8 Nikkor, прикрепленным к конвертеру прицела . В портативном режиме было довольно сложно вообще найти МКС, не говоря уже о том, чтобы отследить ее более чем за 0,1 с.

Малый добсониан

Затем я купил небольшой телескоп Добсона ( Orion XT4.5 ). Проявив немного терпения и практики, я смог несколько секунд наблюдать за МКС при 135-кратном увеличении. Полезно иметь помощника, смотрящего в искатель. Если МКС уходит слишком далеко от поля зрения через окуляр, найти ее снова в одиночку может быть очень сложно. Помощник может вернуть зрительную трубу в исходное положение, а затем вы сможете точно настроить движение, глядя в окуляр. Крепление Добсона позволяет относительно легко отслеживать МКС, сохраняя при этом стабильный вид в окуляре. Сначала это сложно, но очень полезно!

При ясном небе и близком прохождении МКС я мог прекрасно видеть ее Н- образную форму. Сама по себе МКС никогда не была достаточно яркой, чтобы быть опасной для глаз. Однако это может вызвать блики при малом увеличении (например, 20-мм окуляр для 45-кратного увеличения). Очевидно, что отслеживать МКС намного проще, но для лучшего обзора деталей требуется либо лунный фильтр , либо солнцезащитные очки.

Очень помогает хороший окуляр с большим видимым полем зрения. Я использовал Explore Scientific 82° 6,7 мм . Таким образом, МКС намного дольше остается в поле зрения и ее легче отслеживать.

введите описание изображения здесь

В прошлом году я купил телескоп побольше: 10-дюймовый добсониан Zhumell Z10 . Глядя на полную луну с этой апертурой, больно ярко. Телескоп ярче, поддерживает большее увеличение, показывает больше деталей и имеет более плавное вращение, чем меньший. Тем не менее, МКС была яркой, но не слишком яркой.

По-настоящему спокойной ночью в июле прошлого года я смог сосчитать 16 фотогальванических батарей и увидеть всю среднюю структуру с отдельными модулями. Это действительно было невероятное зрелище!

Должен любить теоретические вопросы, на которые отвечают: «Это безопасно. Я сделал это! Это было красиво!» Вот, подержите мое пиво! "="

В дополнение к ответу Рассела:

Альбедо МКС намного ниже 1, поэтому яркость будет меньше 1/1400.

  • Эти солнечные панели преобразуют 30% солнечного света в электричество, а другую часть — в тепло. Количество отраженного света составляет всего около 20% (меньше, чем коэффициент отражения, например, травы).
  • эти конкретные солнечные панели не плоские. Они гибкие, поэтому поверхность будет смотреть в разные стороны. Это означает, что отраженный свет будет распространяться на большую площадь, уменьшая интенсивность.

Чтобы на МКС было опасно смотреть, она должна быть такой же яркой, как солнце, а это означает, что ее можно будет увидеть днем, а не просто еще одну звезду ночью.

То же самое касается и других объектов. Луна намного больше МКС, но смотреть на нее безопасно, потому что это не идеальное зеркало.

Вот крупный план одного из массивов:

В нижней части вы можете увидеть зигзагообразный узор. Верх тоже должен быть зигзагообразным, но был поврежден во время развертывания.

На этом изображении не видно: у меня также создается впечатление, что конец массива не всегда идеально выровнен с основанием массива: телескопическая ферма допускает определенное вращение между концами.

Это компенсируется тем, что отражения от довольно плоских поверхностей ближе к зеркальным, чем к рассеянным. Вспышки иридия, достигающие величины -7 от, скажем, +3, обычно представляют собой кратковременное кратковременное увеличение яркости в 10 000 раз (скажем, на полувысоте 100°). 1°). Насколько мне известно, блики от панелей ISS практически отсутствуют, так что не о чем беспокоиться, но яркость от зеркальных поверхностей с низкой отражательной способностью может складываться, и ее не следует сбрасывать со счетов. например, 20 Fenchurch i.stack.imgur.com/BEb04.jpg и i.stack.imgur.com/cWyf9.jpg — uhoh 13 минут назад
@uhoh Вы видели, какой ущерб нанесло это здание? Вот пример - крики!
@Spratty 20 Fenchurch хорошо заполнился, возможно, отчасти из-за всей рекламы. У них были предыдущие здания с вогнутыми стеклами, из-за которых было неудобно жарко - они хорошо справляются с этим.
@uhoh Хех - я полагаю, плохой рекламы не бывает. Забавно выглядящее здание, хотя - я смотрел, как оно поднимается, и так и не понял сути. Что касается Осколка...
В здании Fenchurch, похоже, использовалось зеркальное покрытие, чтобы снизить тепловую нагрузку внутри. Позже они добавили новое, менее отражающее покрытие, чтобы смягчить проблемы с «лучами смерти». Особенно идиотским является то, что у того же архитектора была такая же проблема с более ранним зданием. Обратите внимание, что здание Фенчерч вогнутое.
@ Hobbes да, действительно так и было. У них это тоже неплохо получается. С другой стороны, несколько хороших фотографий на этой странице; space.stackexchange.com/a/5596/12102
Как дыра попала туда?
Это повреждение произошло, когда солнечная батарея была развернута во время миссии STS-120. collectspace.com/ubb/Forum30/HTML/000637.html

Существует много плохой информации о том, как смотреть прямо на солнце (или смотреть на него через зеркало). Как правило, смотреть прямо на солнце — плохая идея, но это очень преувеличено, и воздействие, которое оно оказывает на глаза, зависит от некоторых очень четко определенных факторов.

Кратковременно смотреть на солнце не вредно — иначе каждый человек (а также все человекообразные обезьяны и, возможно, многие другие млекопитающие) случайно ослепли бы себя в раннем детстве. Но есть несколько различных типов повреждения глаз, которые могут возникнуть.

1: перенасыщение рецепторов. Это наиболее распространенный тип повреждения, и это голубоватое или зеленоватое пятно, которое появляется перед вашим зрением всякий раз, когда вы смотрите на солнце или любой другой яркий свет в течение нескольких секунд или после вспышки фотокамеры. Небольшие светочувствительные клетки в сетчатке могут выдавать только определенное количество сигнала, когда они получают свет. Если они получают слишком много или слишком долго, они немного перегружаются и нуждаются в отдыхе (это клетки, они могут выдержать не так много). Вы, как правило, видите перевернутое «остаточное изображение» (например, фотонегатив), пока эти клетки обновляются. Это обычно считается безвредным, хотя, вероятно, не стоит часто перегружать ячейки, потому что они просто не должны использоваться таким образом. Дополнительная информация находится в первом разделе наhttp://www.healthguidance.org/entry/9913/1/Spots-Dots-and-Floaters-Seeing-Whats-Inside-Your-Eyes.html

2: жжение или чрезмерное перенасыщение небольших участков глаза. Это главная проблема с лазерами. Яркий небольшой свет может вызвать прямое повреждение (не просто чрезмерное использование, а прямое повреждение) небольших частей сетчатки либо из-за радиационного повреждения, либо из-за концентрации тепла на очень небольшой площади. Это ПРИВЕДЕТ к долговременному повреждению; иногда это может зажить в течение недель или месяцев, но иногда это может быть постоянным. Однако это относится только к части сетчатки, поэтому глаз все равно будет работать, но зрение будет не таким хорошим, и это может привести к значительным слепым пятнам. Мощный лазер может сделать это, и взгляд на солнце в бинокль или телескоп также может сделать это на довольно большом участке сетчатки.

3: ожог всей сетчатки - это тот тип повреждения, который больше всего беспокоит людей от солнца. Если долго смотреть на солнце невооруженным глазом (от нескольких минут до нескольких часов), можно перегреть всю сетчатку и убить многие клетки только от тепла. Поскольку глаз в основном состоит из воды и имеет кровеносные сосуды, по которым циркулирует жидкость, он хорошо справляется с теплом и рассеивает его. Но он может справиться только с таким количеством. Дополнительные клетки также могут быть уничтожены УФ-излучением, которое глаз концентрирует на сетчатке, поэтому эти клетки могут погибнуть через несколько часов или дней в дополнение к тем, которые погибли быстрее от тепла. У большинства из нас есть инстинктивная реакция не смотреть прямо на солнце, так что это не проблема, если только кто-то не заставляет себя это делать.

4: долгосрочное УФ-повреждение. Если вы часто смотрите на солнце или по профессии вы часто находитесь на очень большой высоте (например, пилот), где УФ-излучение не так сильно фильтруется от солнечного света, или часто используете солярий без защиты глаз, то вы могут накапливаться повреждения от постепенного воздействия УФ-излучения. Ультрафиолет повреждает клетки на молекулярном уровне. Это повреждение очень постепенное и часто не сразу заметно, а иногда даже не ощущается до тех пор, пока событие не произойдет, потому что повреждение может быть в формах, которые препятствуют восстановлению или воспроизведению клеток. Это проблема, распространенная среди старых профессиональных пилотов той эпохи, когда окна кабины не имели тонировки, защищающей от ультрафиолета. Это также связано с другими проблемами, ухудшающими зрение, потому что

Что касается солнца, то настоящее беспокойство вызывает два последних случая. На ваш вопрос панели не фокусируют свет на крошечную точку, поэтому вы не получите никакого вреда от концентрированного света. И свет проходит через атмосферу на пути к вам, поэтому большая часть этого УФ-излучения фильтруется, как обычно, в дополнение к его дисперсии при отражении. И панели не отражают достаточно света, чтобы перегреть какую-либо часть сетчатки.

Таким образом, вы МОЖЕТЕ смотреть на солнце, если соблюдаете определенные меры предосторожности: не смотрите на него слишком долго (и особенно не держите его в одной и той же части вашего зрения, если смотрите), не смотрите на солнце. увеличьте количество света, которое собирает ваш глаз (например, с помощью телескопа или бинокля), не концентрируйте этот свет в очень маленькой точке и не смотрите на него с очень высокой высоты в атмосфере.

Источник: Я провел много дней, пытаясь получить реальные ответы о повреждении глаз перед затмением, потому что «не смотрите на солнце. Никогда». просто нелогичное утверждение, если учесть, что все наземные существа иногда случайно бросают взгляд на солнце. Я могу найти конкретные, более надежные источники, если это необходимо, но многие из этих источников будут обобщенными утверждениями глазных врачей (по крайней мере, для первых 3 видов повреждений) - медицинские исследования почти всегда сосредоточены на очень, очень конкретных вещах, тогда как эти виды поражения глаз гораздо шире и выходят за рамки какого-либо отдельного исследования. Ближайшее исследование на тему «вызывает ли долгое смотрение на солнце повреждение глаз?» был отчет, в котором собраны данные о повреждениях глаз во время предыдущего затмения,

Лучшее исследование, с которым я столкнулся, было мета-исследованием многих глазных врачей после затмения. Они посмотрели на каждого пациента, определили, есть ли у них постоянные или временные повреждения, а затем попросили их самостоятельно сообщить, как долго они смотрели на солнце. Очевидно, 20 секунд было средним временем до необратимого повреждения. Они мудро отмечают, что это не означает, что 20 секунд безопасны , но это чертовски лучше точки данных, чем «глазные яблоки, которые развивались в течение миллионов лет, не могут противостоять огромному огненному шару в небе». "
хорошо иметь некоторое представление о том, опасно или нет смотреть на солнце. В детстве я время от времени смотрел прямо на солнце так долго, как мог. Насколько я знаю, это не причина моего астигматизма.

Во-первых, неверно предположение, что мы можем видеть МКС, потому что ее солнечные панели отражают солнце, как зеркало . Некоторые спутники, в первую очередь Иридиум, известны зеркальными отражениями , называемыми вспышками , но я не видел никаких сообщений об этом от МКС. В лучшем случае это крайне редкое событие, и я его не наблюдал ни разу, несмотря на то, что иногда видел МКС.

Итак, теперь, когда мы знаем, что МКС больше похожа на обычный предмет повседневного обихода, освещенный солнцем, чем на зеркало, ответ очевиден:

Можем ли мы безопасно видеть освещенные солнцем объекты невооруженным глазом? Да мы можем.

(Да, с зеркальным солнцем, отражающим МКС, тоже было бы безопасно, но это другой вопрос!)

Верно, хотя на самом деле не совсем правильно делать вывод, что раз безопасно смотреть на солнечный объект днем , то также безопасно делать это и ночью, когда зрачок намного шире. Если бы у Луны не было такого низкого альбедо, вероятно, было бы не очень хорошей идеей смотреть на нее долго.
@leftaroundabout хорошее замечание!