太空摄影，看上去很美

航天 · 2016-10-31 15:28:52

近日，一组航天员在国际空间站进行太空维修时拍摄的自拍照被热心的网友挖掘出来，并冠以“最美自拍照”的美名。其实，每一位航天员都非常愿意与公众分享让他们终生难忘的太空之旅，并将其用影像的方式记录下来。那么，航天员在太空上到底能拍到哪些摄人心魄的照片？那些照片与天文摄影又有何不同？

图为美国航天员在国际空间站的轨道实验室进行太空行走和维修时，拍下的自拍照美得让人感动太空摄影往往能给人更加震撼的效果。设想一下，在比普通人乘坐的民航客机高出30倍以上的高度，拍摄到地球边缘弯曲的弧线，拍到大海与大陆的轮廓，以及发达国家在夜间灯火辉煌的城市，是不是一件令人感动的事情？航天员还会用长焦镜头拍摄更为详细的城市细节。比如地球上的一些街道和建筑、角度独特的美丽极光、直径在几百公里以上令人望而生畏的飓风……除了我们美丽的地球家园，航天员还会把镜头对准美丽的星空。由于没有大气层的阻碍，航天员能够有机会看到我们平时看不到的星空。所以他们也会把月亮、银河和其他美丽的天体作为拍摄目标。美丽不代表专业然而，看上去很美的太空摄影，其实并不十分“专业”。比如航天员对星空的拍摄，效果无法与哈勃太空望远镜相比，甚至不能和地面的一些天文爱好者拍摄的效果相比。哈勃太空望远镜拥有极高的稳定度，每秒的姿态变化甚至不超过几万分之一度。而且，在地面的天文望远镜，也有完善的跟踪系统以抵消地球的自转，确保望远镜的光轴准确地对准目标。事实上，我们看到的大部分美丽的天体照片，并不是直接拍摄出来的，而是通过天文望远镜对目标长时间观测，并拍摄大量的照片或视频，然后再利用专业的处理软件，通过效果增强处理后形成的。直接用肉眼观测或直接用相机拍摄都无法达到这样的效果。由于天文摄影有极高的精度和灵敏度要求，为了抵消设备自身和其他方面的影响，有时还需要将望远镜的物镜盖住，采用与拍摄时相同的参数拍摄一些“暗场”照片，以便在数据处理时能够抵消设备自身的干扰。然而在太空中，由于航天器绕地球快速旋转（每天绕地球15～16圈），同时航天器的舷窗一般有固定的对地指向，很难有地面那样稳定的指向条件。再加上航天器内的空间有限，所以很难安装像地面那样的大型赤道仪来抵消望远镜基座的运动。因此，航天员拍摄的星空照片，就很难达到地面拍摄的效果了。观赏大于实用一般来说，航天员在太空中用广角相机拍摄的照片，更多的是具备观赏和娱乐价值，不会有太多的实际用途。这是因为在高达几百公里的高度，航天员用广角相机拍摄到的地面照片，其分辨率非常低，有时甚至1公里才有几个像素点。但航天员若使用长焦相机拍摄，则会遇到和上面提到的天文拍摄类似的问题——稳定度不够。事实上，大多数的对地观测卫星都采用长焦距的相机，因此对卫星自身的稳定度要求都非常高。对地观测卫星的姿态控制系统是非常严密的，就好像是一个手持相机极其稳定的摄影师，能稳定到常人无法企及的程度。这对于航天器中的航天员显然是太困难了。除了稳定方面的要求，在对特定目标的指向方面，对地观测卫星可以说是“指哪打哪”。它可以利用自身精确的位置和姿态测量设备，非常准确地把光轴指向要拍摄的目标。而航天员却是“打哪指哪”。他们最多只能大概地确定在什么时间、什么方向上进行拍摄，并不能在拍摄前就精确地指定方向。另外，对地观测卫星上的相机是极其精密、高度复杂的高科技产品，其价值也是上亿，甚至几十亿的。这些相机对温度等环境条件都非常敏感，为了获得最好的效果，这些相机在设计上都要保证极其均匀的温度条件，其光学系统很多重要的参数都要有严格细致的标定。而航天员在空间站中的生活环境与我们在地面上的生活环境比较类似，所使用的相机和长焦镜头也都是我们在市面上能够买到的设备。这些设备当然无法与那些“高大上”的专业观测设备相提并论。

图为航天员在太空上拍摄到的巴哈马群岛美景绝对独特的视角以上这些差异，决定了航天员拍摄的太空摄影作品，的确无法与专业的天文摄影或对地观测卫星所拍摄到的图片相比，但这并不代表航天员的摄影就没有意义。虽然航天员的拍摄条件和使用的设备都很有限，但航天员所拥有的视角是独一无二的。特别是他们在对航天器本身的拍摄上，航天员更能发挥其得天独厚的优势。我们曾经看到过的令人震撼的国际空间站、和平号空间站与航天飞机的各种照片与视频，都是航天员在极近的距离拍摄到的。尤其是在国际空间站配置了拥有7面大窗户的“穹顶”舱后，航天员的视野有了极大的扩展。他们可以从非常广阔的角度拍摄地球、星空和空间站本身。当然，“穹顶”舱也是航天员对空间站上进行重要操作与舱外活动监视的最优场所。因此，这个小小的“穹顶”舱是航天员们的最爱。尽管驻留国际空间站的航天员每天的日程都很满，但他们中的很多人都宁愿牺牲自己的休息时间，到“穹顶”舱欣赏美丽的地球，并不时地按下快门，为自己的太空之旅留下美丽的回忆。（杨宇光）

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