從國際空間站上看到的星跡是什麼樣的?

2021-01-13 天文在線

在空間站上，星海瀑布與城市燈光的不期而遇，會產生什麼樣的奇景呢？

圖1. 星星如雨般垂落在地球上的夢幻之境。圖片來源： 美國國家航空和航天局/太空人佩蒂特

想要從地球上拍攝星軌圖其實非常簡單，在地球旋轉的時候，只要將您的照相機對準星空，並保持相機快門打開即可。

圖2. 在地球上利用長時間曝光拍攝到的星軌圖。圖片來源： 克裡斯-魯克哈特

但是，和在國際空間站（ISS）的太空人相比，我們在地球上24小時簡直小巫見大巫。因為他們是以時速為17000英裡(每小時27000公裡)的速度每90分鐘環繞地球一周。

圖3. 2011年國際空間站的28次遠徵，國際空間站「炮塔」號晚上越過澳大利亞上空。圖片來源： 美國國家航空和航天局

2010年2月，「炮塔」號發射並安裝成功。它給太空人展示了一個觀看地球的全新視角。同時，也為太空人們提供了絕美的攝影機會。

圖4. 從「炮塔」號內部拍攝到的星軌。圖片來源： 美國國家航空和航天局/太空人佩蒂特

第一個真正利用這個機會的太空人是Don Pettit。他把短曝光的照片堆放在一起，製造出令人驚嘆的星軌效果圖。

圖5. 透過國際空間站的機器內部拍攝到的星軌，還可以看到地球出現在畫面的底部。圖片來源： 圖片來源： 美國國家航空和航天局/太空人佩蒂特

我的星軌照片是通過大約10～15分鐘曝光時間的照片製作形成的。由於電子探測器噪聲會有效的幹擾拍攝使圖像雪白，因此每次拍攝的最長曝光時間是30s。

圖6. 國際空間站橫向飛越地球時，恆星會尾隨其後。恆星出現在地球的前景是因為地球大氣層的微弱而透明的性質。圖片來源： 美國國家航空和航天局/太空人佩蒂特

我採用了30秒多次曝光(一種業餘天文學家的技術)，然後用成像軟體把它們「疊起來」，從而產生更長的曝光圖像。

圖7. 拍攝時所需要的靜止的「點」所在之處是由於國際空間站保持地球在其下方的旋轉，而不是由於任何天體或地球的運動。圖片來源： 美國國家航空和航天局/太空人佩蒂特

拍攝所選的靜止點既不是南極，也不是北極，而是繞國際空間站旋轉軸的任意一個點。

圖8.氫元素產生的紅色大氣光在氧元素產生的綠色大氣光的上方，黃色的光輝則是夜晚地球上城市燈光，藍色的閃電正擊打在地球上。星星產生的星軌在最上方。 圖片來源： 美國國家航空和航天局/太空人佩蒂特

從這個獨特的有利位置，可以看到綠色和紅色的大氣光， 黃色的城市燈光，甚至還能過看到藍色的閃電。

相關知識

國際空間站是一個在近地軌道上運行的科研設施，是人類歷史上第九個載人的空間站。空間站的主要功能是作為在微重力環境下的研究實驗室，研究領域包括生物學、物理學、天文學、地理學、氣象學等，當前由六個國家或地區合作運轉，包括美國國家航空航天局、俄羅斯聯邦航天局、日本宇宙航空研究開發機構、加拿大航天局、巴西航天局和歐洲空間局。

從1998年11月15日國際空間站第一個部分曙光號功能貨艙發射升空。到2010年6月，空間站已經在軌道上環繞地球運轉了66000圈。國際空間站原計劃在2020年後結束使命，後來改為2024年。負責國際空間站與地面之間運輸的太空飛行器有聯盟號、進步號、自動運載飛船、H-II運輸載具、龍飛船、發現號太空梭、奮進號太空梭、天鵝號宇宙飛船等。國際空間站最多可承載六名乘員（長時間），大部分實驗設施也已經投入使用。由於大氣阻力和重新啟動等因素的影響，國際空間站的軌道實際高度常發生漂移。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. forbes-ちんぇぃ

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