天上的那是什麼?SpaceX火箭?但看起來有點不像

2020-12-08 騰訊網

天空中的那個究竟是什麼?那是SpaceX 發射的火箭,儘管那的確看上去並不像是火箭。

是星狀星雲?又或是超新星遺蹟?都不是。這個令人震撼的圖像實際上是火箭發射時的照片。火箭的尾氣連同大氣霧化效果,仿佛深空中的景物一般。

Space X第二十次貨物補給任務中,攝影師在獵鷹9向國際空間站發射時拍下了這張照片。在一級助推器在公司的著陸區著地之前,不遠的距離外,創造出了一副相當壯美的景象。

「在現實中看到這樣景象的發生,永遠令人驚喜」太空飛行器、超星系團攝影師 Erik Kuna對 天文在線說「但是這樣的畫面被我的鏡頭捕捉的感覺更是無與倫比,我永遠為這樣的細節和清晰而沉淪。」

在NASA甘迺迪航天中心草地上的那晚,我也親眼見證了獵鷹升空的景象。那像是一顆明亮的橙色火球,使夜晚亮如白晝,儘管引擎的轟鳴不絕於耳。

發射當晚很冷、風很大,但夜空十分晴朗。這意味著你可以觀測到火箭升空經歷的數個階段:起飛、主機關閉、兩級分離、第二級點火、以及一系列三次點火。

當火箭完成這些步驟時,一個灼熱的氣團出現在天空中,形似星狀星雲。隨著火箭引擎通過燃料持續運轉,這個雲狀物鼓動著,泛起波紋。在這團雲中,你可以看到兩個明亮的點,那是火箭的兩級推進器在彼此遠離。在發射後,這個現象被SpaceX以一段視頻的形式發送到社交上,他們將這個現象解釋為:兩級推進器各司其職,其中二級推進器正在點火將儀表艙推向軌道,而一級推進器正在啟動引擎返回地球。

圖解:Erik Kuna拍攝了一張精妙絕倫的照片,圖中是 SpaceX公司向國際空間站發射 CRS-20 貨物的場景。在這張圖中,發射場景仿佛一個行星狀星雲。(圖片來源:Erik Kuna/Supercluster)

但事實上呢?它是一個怪異的火箭「星雲」。這個現象和本月以往的發射情景沒有什麼不同。自去年Erik Kuna在CRS-17發射中第一次捕捉到這樣的星雲照片起,他就已經被深深吸引住了。

據 Kuna 所言,大多數的發射都會引起巨大的光芒,但不是每一次都會這麼明顯。「每次發射都會出現這種現象,只不過有些會更顯眼,」他告訴天文在線:「儘管所有發射都伴隨著不同程度的閃光,最棒的場景出現在助推火箭返回陸地的時候。」

比如說,當發射發生在日出或日落之前,太陽可以照亮火箭羽流,並讓它看起來像一個遊弋在天空的巨型水母。由於發射產生的形狀扭曲且奇異的雲,這些發射器經常被誤認為是不明飛行物(UFOS)。(劇透:這顯然不是外星人哦)

圖解:聯合發射聯盟(ULA)發射的,運載著AEHF-5軍用通信衛星的阿特拉斯五號火箭在2019 年 8 月 8 日的黎明發射。這個火箭的排氣管被太陽照亮,產生了一個水母形狀的羽流。(圖片來源:ULA)

但是,星雲需要些許不同的場景。首先,你需要夜間火箭發射和助推器著陸,最好的情況是發射器正在著陸。

這正是 獵鷹9號和獵鷹重型火箭 可以發揮作用的地方。SpaceX公司設計了可重複使用的 獵鷹系列火箭。所以起飛後,火箭的第一級在空中進行了空翻,改變航向並返回地球。然後,它緩慢下落,要麼落在陸地上,要麼落在海上漂浮平臺的甲板上。

落回陸地的降落是拍攝星雲圖片的最好選擇,因為飛行軌跡使第一級和第二級分離之間的相互作用和背燃在黑暗的天空中更加明顯。Kuna 告訴天文在線:「這創造出了一首由光和氣體組成的交響樂,混合在由顏色和形狀組成的畫布上,並因此產生了一張壯闊的圖片。」

「在之前的夜間發射過程中,我發現我們可以看見這種大氣輝光幾乎像火箭排氣管周圍的極光,」他說:「這些火箭創造出了與外層空間圖像類似的絕美場景。」

火箭第一階段和第二階段的相互作用會產生一種令人眩暈的畫面,這種畫面會讓人聯想到太空深處的星雲,正如這張圖片上的 載貨太空十號發射到空間站。(圖片來源:Eric kuna/supercluster)

Kuna打算用攝影來捕捉這些不可思議的現象,同時研究需要用到的設備。多虧了他的相機有超敏傳感器和特殊的聚光鏡頭,他才得以捕捉到這令人嘆為觀止的景象

他說:「只要你明確了你要拍攝的對象並且明白將要發生的事情,技術就比較簡單了」。對於那些想要嘗試的攝影師,kuna推薦他們使用高感光度,寬光圈和慢快門的長焦鏡頭。

Kuna說這個要比傳統發射鏡頭要更全面一點,但是這次成功實際上要歸功於紮實的基本功。kuna 是捕捉到這個壯觀的第一人,也見證了星雲的普及。

「我認為它大多時候是難以捉摸的,作為攝影師,我們最煩噪點(亮度或者顏色的變化)或者圖片清晰度不夠。」他說

但是實驗最終有了回報,當他看向攝影機他意識到自己有了一張不同尋常的照片———launch shots 界的聖杯:火箭星雲。

「在我的腦海中曾經想像過星雲是什麼樣子的,」kuna 說,「我開始實驗並且最終在那次發射過程中拍到了。」他說他的同事注意到了它和宇宙雲的相似之處。「他靠在我的肩膀上說那看起來非常像一個星雲,我就知道我拍到了」kuna說。然後「火箭星雲」這個詞就誕生了。

那麼當我們注視著一張火箭星雲的照片時會看到什麼呢?據kuna所說,在CRS-17這張照片中,第一階段引擎顯現出很正的橙色光芒,而第二階段真空發動機的底部向外輻射出一種藍紫色的光網。

這兩種現象的互相轉換形成了你所看到的景象,兩個區域一波又一波地相互撞擊,在黑暗的夜空中形成了這幅美麗的光景。

每晚登陸的時候,kuna都嘗試拍攝星雲。目前他已經拍到了三個CRS-17, STP-2 (獵鷹重型任務) 和CRS-20. (CRS-17的助推器降落在海上而不是陸地上,但是那裡距離發射地很近,幾乎可以產生同樣的效果。)

圖解:在這張SpaceX獵鷹重型運載火箭的發射照片中,火箭的兩級點火更為明顯,尤其是圖像底部第二級火箭留下的驚豔的紫色螺旋。(圖像來源: Erik Kuna/Supercluster)

當地的航天攝影師John Kraus則在NASA每日天文圖片(APOD)上發布了不同視角下CRS-20任務留下的煙雲。他更關注於一級火箭的助推再點火——火箭進行著陸準備時三次階段點火中的第一次重新點火。在他的照片中,我們能看到上方獵鷹九號的一級火箭助推再點火留下的弧形軌跡,及其下方第二級點火在前往近地軌道途中留下的燃燒軌跡。背景中火箭的兩次點火所留下的煙雲正在擴散。

使用長曝光技術所拍攝的獵鷹九號助推再點火和第二級點火,以及兩次點火之間產生的交融煙塵的近景,令人驚嘆。

這張照片可以說是典型的「光跡」攝影(一種延時攝影)和火箭煙雲圖像的合體。只要取景合適,光跡攝影一直以來都是拍攝火箭的最佳模式。畢竟只消一張照片,攝影師就能捕捉到包括著陸的整個發射過程的圖像。

「我認為(光跡攝影)是在一張照片中概括整場發射——或者對我來說,其中特別的一段——的絕佳方法。」Kraus向天文在線的記者如是說。

Kraus和Kuna都表示捕捉這樣的一張照片與普通的光跡攝影有很大區別。「煙雲和光跡完全是兩個世界的存在,」Kuna說,「前者是在發射的某個瞬間,使用相機的最大光圈來捕捉少量的光,而光跡攝影需要使用很小的光圈來捕捉大量光線,為了表現火箭的動態,通常使用更寬的鏡頭和更長的曝光時間。」

「如果SpaceX沒有回收降落助推器的話,我們永遠不可能看到這樣的景象。真的太壯觀太激動人心了,」他還說,「我迫不及待想要看到『星艦』的助推再點火了!」

不論你是首次嘗試光跡攝影,還是拍攝煙雲,或者是任何別的攝影,Kraus都建議做出新嘗試,因為你永遠不知道自己將獲得怎樣的驚喜。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Amy Thompson-易碎品,黑貓警長,鮮豔寂滅,哼!,湖海不留憾恨

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