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为什么航天员出舱图像背景很暗?
9月1日,中国神舟十四号航天员陈东和刘洋成功走出舱门。这是中国航天员第一次从空间站主出舱通道——的气闸舱踏入太空。
但细心的朋友会发现,在以往所有的航天员出舱图像中,航天员身后的星空背景其实都是暗的。浩瀚星空中的星星都去哪了?
星星被照相机过滤掉了。
国际宇航联合会太空运输委员会副主席杨宇光告诉科技日报记者,这种现象并不是这些恒星“离奇消失”造成的,而是相机曝光参数“选择”的问题。也就是说,拍摄者利用技术手段,让照片或视频中的星星在深空中“隐形”。
“在宇宙中,星星是黑暗的主体。相反,空间站和宇航员在阳光照射下会变得非常明亮。相机不能同时“看到”明亮的物体和特别暗的物体。如何选择?显然,在舱外活动中,捕捉宇航员、空间站舱体和地球的细节是首要任务,也就是根据明亮的物体设置相应的相机曝光参数。”杨宇光说。
具体来说,当相机锁定空间站和舱外活动的宇航员时,由于空间站和宇航员都非常明亮,相机必须控制入射光量,减少曝光时间,才能拍摄出正常曝光的画面。这种曝光和光圈的低值调整,必然会“过滤掉”太空中星星发出的微弱光线,所以呈现的画面是一片漆黑的夜空,上面没有星星。
如果要拍摄相对暗淡的恒星,相机要加大进光量,增加曝光时间。但这会导致画面中空间站和宇航员“过度曝光”,变成白色。“宇宙中的星星其实一直都在,只是我们为了拍出宇航员出舱的理想照片,通过相机调整的方式人为地‘忽略’了星星。”杨宇光总结道。
在太空看星星有什么不同?
宇航员出舱的图像“过滤”了星星,那么太空中的宇航员能看到星星吗?它们和我们在地球上看到的星星一样吗?
中科院国家天文台研究员平劲松指出,太空中没有大气散射,太阳光是直线传播的,所以空间不会被完全照亮。在黑暗的太空中,宇航员可以看到满天的星星。
“当一名宇航员刚刚走出舱门时,如果他看着地球,眼睛适应了明亮的东西,那么他抬头看着黑暗的宇宙,他可能有一段时间看不清楚星星。然而,人眼的适应性很强。眼睛适应黑暗后,就能看见星星了。”杨宇光说。
2003年10月15日,航天员杨利伟乘坐神舟五号载人飞船,开始了中国航天员的第一次太空凝视。据他回忆,在太空中看到的月亮和星星更清晰、更明亮,星星也不眨眼。
2008年9月27日,航天员翟志刚走出神舟七号载人飞船,中国人第一次“太空行走”。他面前的空间“一眼看不到尽头”,他看到的“星星比地球多得多”。
2021年12月9日,中国空间站“天宫教室”里,航天员王亚平透露,航天员一天能看到16天太阳升起,因为空间站每90分钟绕地球一周。
“宇航员在太空看到的星星和我们在地球上看到的真的不一样。”杨宇光说,地球受到大气、人工光源等因素的遮挡或干扰,使得星光变弱,“闪烁”,肉眼可见的星星数量也变少。在太空中,由于没有大气阻隔或遮挡,宇航员观看的星星有三个特点:闪烁少、更清晰更明亮、数字多。
平劲松还说,太空是真空,没有大气湍流,星星不会“眨眼”。只有星星,没有星星闪烁。因此,恒星、行星或月球周围不会出现光晕或晕圈,恒星会更亮。
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