天上的那是什么?SpaceX火箭?但看起来有点不像

天文在线

发布时间:03-2421:45

天空中的那个究竟是什么?那是SpaceX 发射的火箭,尽管那的确看上去并不像是火箭。

是星状星云?又或是超新星遗迹?都不是。这个令人震撼的图像实际上是火箭发射时的照片。火箭的尾气连同大气雾化效果,仿佛深空中的景物一般。

Space X第二十次货物补给任务中,摄影师在猎鹰9向国际空间站发射时拍下了这张照片。在一级助推器在公司的着陆区着地之前,不远的距离外,创造出了一副相当壮美的景象。

“在现实中看到这样景象的发生,永远令人惊喜”航天器、超星系团摄影师 Erik Kuna对 天文在线说“但是这样的画面被我的镜头捕捉的感觉更是无与伦比,我永远为这样的细节和清晰而沉沦。”

在NASA肯尼迪航天中心草地上的那晚,我也亲眼见证了猎鹰升空的景象。那像是一颗明亮的橙色火球,使夜晚亮如白昼,尽管引擎的轰鸣不绝于耳。

发射当晚很冷、风很大,但夜空十分晴朗。这意味着你可以观测到火箭升空经历的数个阶段:起飞、主机关闭、两级分离、第二级点火、以及一系列三次点火。

当火箭完成这些步骤时,一个灼热的气团出现在天空中,形似星状星云。随着火箭引擎通过燃料持续运转,这个云状物鼓动着,泛起波纹。在这团云中,你可以看到两个明亮的点,那是火箭的两级推进器在彼此远离。在发射后,这个现象被SpaceX以一段视频的形式发送到社交上,他们将这个现象解释为:两级推进器各司其职,其中二级推进器正在点火将仪表舱推向轨道,而一级推进器正在启动引擎返回地球。

图解:Erik Kuna拍摄了一张精妙绝伦的照片,图中是 SpaceX公司向国际空间站发射 CRS-20 货物的场景。在这张图中,发射场景仿佛一个行星状星云。(图片来源:Erik Kuna/Supercluster)

但事实上呢?它是一个怪异的火箭“星云”。这个现象和本月以往的发射情景没有什么不同。自去年Erik Kuna在CRS-17发射中第一次捕捉到这样的星云照片起,他就已经被深深吸引住了。

据 Kuna 所言,大多数的发射都会引起巨大的光芒,但不是每一次都会这么明显。“每次发射都会出现这种现象,只不过有些会更显眼,”他告诉天文在线:“尽管所有发射都伴随着不同程度的闪光,最棒的场景出现在助推火箭返回陆地的时候。”

比如说,当发射发生在日出或日落之前,太阳可以照亮火箭羽流,并让它看起来像一个游弋在天空的巨型水母。由于发射产生的形状扭曲且奇异的云,这些发射器经常被误认为是不明飞行物(UFOS)。(剧透:这显然不是外星人哦)

图解:联合发射联盟(ULA)发射的,运载着AEHF-5军用通信卫星的阿特拉斯五号火箭在2019 年 8 月 8 日的黎明发射。这个火箭的排气管被太阳照亮,产生了一个水母形状的羽流。(图片来源:ULA)

但是,星云需要些许不同的场景。首先,你需要夜间火箭发射和助推器着陆,最好的情况是发射器正在着陆。

这正是 猎鹰9号和猎鹰重型火箭 可以发挥作用的地方。SpaceX公司设计了可重复使用的 猎鹰系列火箭。所以起飞后,火箭的第一级在空中进行了空翻,改变航向并返回地球。然后,它缓慢下落,要么落在陆地上,要么落在海上漂浮平台的甲板上。

落回陆地的降落是拍摄星云图片的最好选择,因为飞行轨迹使第一级和第二级分离之间的相互作用和背燃在黑暗的天空中更加明显。Kuna 告诉天文在线:“这创造出了一首由光和气体组成的交响乐,混合在由颜色和形状组成的画布上,并因此产生了一张壮阔的图片。”

“在之前的夜间发射过程中,我发现我们可以看见这种大气辉光几乎像火箭排气管周围的极光,”他说:“这些火箭创造出了与外层空间图像类似的绝美场景。”

火箭第一阶段和第二阶段的相互作用会产生一种令人眩晕的画面,这种画面会让人联想到太空深处的星云,正如这张图片上的 载货太空十号发射到空间站。(图片来源:Eric kuna/supercluster)

Kuna打算用摄影来捕捉这些不可思议的现象,同时研究需要用到的设备。多亏了他的相机有超敏传感器和特殊的聚光镜头,他才得以捕捉到这令人叹为观止的景象

他说:“只要你明确了你要拍摄的对象并且明白将要发生的事情,技术就比较简单了”。对于那些想要尝试的摄影师,kuna推荐他们使用高感光度,宽光圈和慢快门的长焦镜头。

Kuna说这个要比传统发射镜头要更全面一点,但是这次成功实际上要归功于扎实的基本功。kuna 是捕捉到这个壮观的第一人,也见证了星云的普及。

“我认为它大多时候是难以捉摸的,作为摄影师,我们最烦噪点(亮度或者颜色的变化)或者图片清晰度不够。”他说

但是实验最终有了回报,当他看向摄影机他意识到自己有了一张不同寻常的照片———launch shots 界的圣杯:火箭星云。

“在我的脑海中曾经想象过星云是什么样子的,”kuna 说,“我开始实验并且最终在那次发射过程中拍到了。”他说他的同事注意到了它和宇宙云的相似之处。“他靠在我的肩膀上说那看起来非常像一个星云,我就知道我拍到了”kuna说。然后“火箭星云”这个词就诞生了。

那么当我们注视着一张火箭星云的照片时会看到什么呢?据kuna所说,在CRS-17这张照片中,第一阶段引擎显现出很正的橙色光芒,而第二阶段真空发动机的底部向外辐射出一种蓝紫色的光网。

这两种现象的互相转换形成了你所看到的景象,两个区域一波又一波地相互撞击,在黑暗的夜空中形成了这幅美丽的光景。

每晚登陆的时候,kuna都尝试拍摄星云。目前他已经拍到了三个CRS-17, STP-2 (猎鹰重型任务) 和CRS-20. (CRS-17的助推器降落在海上而不是陆地上,但是那里距离发射地很近,几乎可以产生同样的效果。)

图解:在这张SpaceX猎鹰重型运载火箭的发射照片中,火箭的两级点火更为明显,尤其是图像底部第二级火箭留下的惊艳的紫色螺旋。(图像来源: Erik Kuna/Supercluster)

当地的航天摄影师John Kraus则在NASA每日天文图片(APOD)上发布了不同视角下CRS-20任务留下的烟云。他更关注于一级火箭的助推再点火——火箭进行着陆准备时三次阶段点火中的第一次重新点火。在他的照片中,我们能看到上方猎鹰九号的一级火箭助推再点火留下的弧形轨迹,及其下方第二级点火在前往近地轨道途中留下的燃烧轨迹。背景中火箭的两次点火所留下的烟云正在扩散。

使用长曝光技术所拍摄的猎鹰九号助推再点火和第二级点火,以及两次点火之间产生的交融烟尘的近景,令人惊叹。

这张照片可以说是典型的“光迹”摄影(一种延时摄影)和火箭烟云图像的合体。只要取景合适,光迹摄影一直以来都是拍摄火箭的最佳模式。毕竟只消一张照片,摄影师就能捕捉到包括着陆的整个发射过程的图像。

“我认为(光迹摄影)是在一张照片中概括整场发射——或者对我来说,其中特别的一段——的绝佳方法。”Kraus向天文在线的记者如是说。

Kraus和Kuna都表示捕捉这样的一张照片与普通的光迹摄影有很大区别。“烟云和光迹完全是两个世界的存在,”Kuna说,“前者是在发射的某个瞬间,使用相机的最大光圈来捕捉少量的光,而光迹摄影需要使用很小的光圈来捕捉大量光线,为了表现火箭的动态,通常使用更宽的镜头和更长的曝光时间。”

“如果SpaceX没有回收降落助推器的话,我们永远不可能看到这样的景象。真的太壮观太激动人心了,”他还说,“我迫不及待想要看到‘星舰’的助推再点火了!”

不论你是首次尝试光迹摄影,还是拍摄烟云,或者是任何别的摄影,Kraus都建议做出新尝试,因为你永远不知道自己将获得怎样的惊喜。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.Amy Thompson-易碎品,黑猫警长,鲜艳寂灭,哼!,湖海不留憾恨

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