¿Puedes distinguir la forma de la ISS a simple vista mientras pasa por encima?

Habiendo observado la Estación Espacial Internacional varias veces sobrevolando los cielos nocturnos tempranos, en una noche despejada y cuando mis ojos están descansados ​​(miro mucho los monitores como supongo que la mayoría de nosotros aquí) con una agudeza visual normal (20/20 visión), puedo asegurarle que las afirmaciones de su amigo son bastante imposibles incluso para un astrónomo aficionado experimentado con muchos trucos bajo la manga, como saber cómo usar la visión evitada y observar la estación cuando apenas refleja luz (generalmente más al este durante su cielo nocturno temprano cuando probablemente comenzaría a entrar en la sombra de la Tierra), para reducir la difracción atmosférica de fuentes brillantes cercanas de alto contraste sobre un fondo oscuro que se reduce a un solo punto de luz:

           ^{Patrones de difracción aéreos generados por la luz de dos puntos que pasan a través de una abertura circular, como
           la pupila del ojo. Se pueden distinguir puntos muy separados (arriba) o que cumplen el criterio de Rayleigh (centro).
           Los puntos más cercanos al criterio de Rayleigh (abajo) son difíciles de distinguir. Imagen y cita: Wikipedia}

Pero antes de siquiera considerar qué otras limitaciones podrían existir para discernir las características de un objeto distante, primero veamos qué es razonablemente plausible para el ojo humano. Entonces, la pregunta es, ¿cuál es la resolución del ojo humano y el espacio mínimo entre dos objetos brillantes en la altitud orbital de la ISS (370 km o 230 mi)?

Según la topografía de fotorreceptores humanos , Curcio et al., 1990 (PDF) que enumera varias fuentes, así como mediciones propias de la densidad espacial de conos y bastones en retinas humanas completamente montadas, la mayor densidad de conos registrada fue de 324 100 conos/mm ² . Eso nos da una agudeza (o el espacio entre filas que necesitamos para discernir al menos dos características individuales) de 86,3 ciclos/°. Entonces, para nuestro mejor caso, con un gran ojo , despreciando los efectos atmosféricos, la ISS justo encima de nosotros cuando está más cerca y un contraste óptimo con el cielo de fondo, obtenemos una separación mínima de objetos de 74,83 m. ¡Si no hubiera aire entre el observador y la estación!

Entonces, mientras que 74,83 m parece correcto con la longitud del armazón de la ISS de 109 m (y los conjuntos de paneles solares se extienden un poco más que su armazón, por lo que los puntos centrales de sus dos lados estarían separados tanto), no debemos olvidar que hay tanta materia entre el observador y el sujeto a través del cual mira el observador, como si estuviera mirando a través de aproximadamente 10 metros de agua. Entonces, de hecho, los dos lados de la ISS serían bastante imposibles de discernir, incluso desde un punto de observación a gran altura, sin contaminación del aire o lumínica, y con una noche extremadamente clara.

Sin embargo, todavía es posible que su amigo no esté inventando nada, vio una llamarada de iridio de dos satélites que los seguían de cerca volando en formación y los confundió con la ISS. Esos no son tan raros, vi dos bengalas dobles de iridio el mes pasado, y puedo asegurarles que no estaba tan aburrido de mirar constantemente los cielos nocturnos. Esas llamaradas dobles (o a veces triples, cuádruples,...) de satélites que vuelan en formación pueden verse así (exposición prolongada tomada con una cámara con zoom):

Un observador inexperto podría confundirlos fácilmente con un solo objeto, ya que parecen moverse como si estuvieran conectados entre sí, como lo están los paneles solares de la ISS a través de su armazón. Se mueven exactamente como se esperaría que se movieran los satélites de órbita terrestre baja (como la ISS), que es, por supuesto, porque lo son. Y pueden ser tan brillantes como la ISS. Pero mantienen una distancia un poco mayor entre sí que las aproximadamente 100 yardas de la ISS. En realidad, hay mucho menos espacio entre los conjuntos de paneles solares de la ISS, ya que esa es aproximadamente su longitud total.

La visión humana tiene una resolución sin ayuda (típicamente) de alrededor de 0° 4'.

La ISS orbita a 370 km. Tiene aproximadamente 73 m de ancho, 109 m m de largo.

3.7e5 * sen(4') ≅ 430.5

Cada "píxel" mide aproximadamente 430 m. Que la estación sea visible es una simple cuestión de brillo.

Para obtener una forma visible de manera confiable, se requeriría un alcance de aproximadamente 10x, momento en el cual la imagen tendría entre 1 x 2 píxeles y 3x3 píxeles, dependiendo de dónde caiga exactamente, suficiente, con el tiempo, para inferir la forma.

Incluso en la fóvea, donde se ha observado que los individuos máximos tienen una discriminación tan estrecha como 0° 0' 21" de resolución de arco, la resolución máxima sería de unos 21 m por píxel. muy pico.

Tenga en cuenta también: la discriminación de la forma humana no es un campo continuo de resolución uniforme, sino un campo variable que varía desde aproximadamente (típicamente) una zona de ≤1° de resolución de 1 'a través de una banda exterior de ≥1° por cono en los mismos bordes. Apenas se puede distinguir la estación en el pico, pero solo si se mira directamente y solo mientras permanece dentro de la vista estrecha de la fóvea central.

• Datos y cifras de la NASA ISS (http://www.nasa.gov/mission_pages/station/main/onthestation/facts_and_figures.html)

Además de las otras respuestas: en realidad podría probar esto usted mismo.

Construye o imprime un modelo de 5 cm de la estación. Asegúrate de que sea blanco. La escala sería 5/10900 = 1:2180

Si asume una distancia promedio de aproximadamente 370 km, eso se reduciría a aproximadamente 170 m.

• Encuentre un camino recto sin tráfico. Verifique con cualquier mapa que sea lo suficientemente largo.

• Tome una bicicleta, mida la circunferencia del neumático y marque un radio. Calcula cuántas vueltas necesitas para llegar a 170 metros.

• Tome un cartón negro en un día soleado, coloque el modelo frente a él y luego aléjese lentamente y cuente las revoluciones. Un buen gps también funcionará, pero es menos divertido.

Si bien esto no tendrá en cuenta los efectos atmosféricos, debería ser algo preciso.