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皇冠手机网址(www.hg9988.vip):航天员出舱时身后一片漆黑,明亮的星星呢?一文探究星星的那些事

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目前,中国空间站已经处于全面在轨建造阶段,神舟十四号3位航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲已在太空中待了将近3个月的时间。在问天实验舱到来后,航天员有了更大的活动空间。睡眠区已经增加到6个,未来可以容纳最多6名航天员长期在太空中生活和工作。


除了更多的睡眠区,问天实验舱还带来了生命生态实验柜,神舟十四号航天员还在太空中开展水稻种植试验。想象一下,未来我国的航天员登上月球、火星乃至更加遥远的星球之后,我们在外星世界上种植水稻,获得丰收,那必将是一件无比美妙的事情。


经过前期的一系列准备,神舟十四号的航天员进行了此次任务的第一次出舱活动。与此前的神舟十二号、十三号航天员的出舱任务不同,这一次,神舟十四号航天员首次从问天气闸舱打开舱门,进入太空之中。


9月1日,我国神舟十四号航天员陈冬、刘洋顺利走出舱门,这是中国航天员首次从空间站出舱主通道——问天实验舱气闸舱迈入太空。


随着航天员陈冬、刘洋的出舱视角,让我们看到了震撼的太空景象。航天员和空间站就悬浮在太空中,就连地球都是悬浮在太空中,似乎没有能够支撑的地方。在空间站和地球的周围,都是绵延不断的黑暗空间,深邃的太空看起来让人无比敬畏。



细心的小伙伴们会发现,历次航天员出舱画面中,航天员身后的星空背景居然一片漆黑,浩瀚星空中的星星都去哪儿了?


白天和黑夜里的秘密


大家在地球上,对于出现的白天和黑夜都习以为常,在阳光能够照射到的区域就是白天,而照射不到的区域就是黑夜,白天和黑夜存在着相对比较明显的分界线,即“晨昏线”。我们如果在太空中观察月球,月球上也存在着这样的“晨昏线”,但是,假如你站在月球的“白昼区”,看月球周围的地面,所看到的景象将与地球上看到的完全不一样,地面基本上是亮斑和灰暗并错分布,根本没有地球上白天周围那种全部明亮的感觉。


我们所处的银河系,拥有恒星1000-4000亿颗,其中在地球上用肉眼能看到的差不多有6000颗左右,这些恒星距离地球普遍都很近。距离越远的恒星,光线在传输过程中被其他天体、星际物质遮挡、吸收和反射的程度就越高,能量损耗就越大,我们看清它们的几率就越小。


地球拥有浓密的大气层,来自太阳的光线包括可见光,在穿过大气层的过程中,会被大气分子以及悬浮的尘埃等物质所影响,其中一部分光线的能量被吸收,转化为大气分子的动能,还有一部分穿过大气层照射到地表,被地表上的物体所吸收,除此之外,还有一部分光线被大气层、地表物体所反射或者折射,从而使得大气空间中,只要不是密闭的区域,几乎都会被光线所“填满”,我们在白天看到周围的世界,就成了白茫茫的一片。


而在月球上或者在近地轨道空间中,由于没有像地球大气层这样浓密的气体分子,空间中的空气分子以及星际尘埃密度非常小,那么光线在传输的过程中,就不会发生像地球大气层中出现的明显的光线折射和反射现象,相当于光线“直来直去”,整个空间也因此不会出现被光线“充满”的现象,只有我们人眼向着光源的方向看去,才会看到光亮,而看到其它方向,则依然是“漆黑一片”。


与此同时,正是没有了地球大气层的干扰和作用,无论是来自太阳,还是更远距离的星星,它们所发出的光线,在传输到月球或者空间站时,所发射的能量吸收或者反射作用就非常小,如果眼睛正对着光源,看到的亮度,实际上要比地球上“刺眼”得多。因此,在月球上看夜空,或者航天员出舱背景中的夜空,实际上都是由无数个亮度不一的星星所构成。


那么,既然人眼能够看到星星,为什么拍摄到的宇航员出舱背景照片是漆黑的呢?


星星光芒被摄像机“过滤”


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国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光对科技日报记者表示,造成这种现象的,不是这些星星“离奇失踪”,而是摄像机曝光参数的“选择”结果,也就是说,拍摄者利用技术手段使照片或视频中的繁星“隐形”于深邃太空。


“在宇宙中,星星是较暗的主体。相反,太阳光照射下的空间站和航天员则会变得非常明亮。摄像机不能同一时间既‘看清’明亮的物体,又‘看清’特别暗的物体,该如何选择?显而易见,在出舱活动中,拍清楚航天员、空间站舱段以及地球的细节是首要任务,也就是以明亮的物体为标准设置相应的摄像机曝光参数。”杨宇光说。



具体来说,当摄像机锁定空间站和出舱活动的航天员,由于空间站和航天员十分明亮,摄像机就要控制进光量,减少曝光时间,才能拍摄到正常曝光的画面。这种对曝光和光圈的低值调校,不可避免地会“过滤”掉太空中星星发出的微弱光芒,所以呈现出来的画面就是漆黑的夜空,上面没有一颗星星。


如果想拍到相对暗淡的星星,摄像机要提高进光量,增加曝光时间。但是,这样会导致画面中的空间站和航天员出现“过曝”,变得白茫茫。“宇宙中的星星其实一直在那儿,只不过我们为了拍出理想的航天员出舱画面,通过摄像机调节的手段将星星人为地‘忽略’掉了。”杨宇光总结道。


在太空看星星有啥不一样


航天员出舱的画面“过滤”了星星,那么身处太空的航天员能否看见星星?和我们在地球上看到的星星是否一样?


中国科学院国家天文台研究员平劲松指出,太空中没有大气散射,太阳光沿直线传播,所以太空不会整个被照亮。在黑暗的太空中,航天员可以看到满天繁星。


“航天员刚踏出舱门时,如果看向地球,眼睛适应了明亮的事物,这时抬头望向漆黑的宇宙,可能一时会看不清楚星星。但是人眼的适应能力很强,眼睛适应黑暗之后,便能看见星星了。”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,开启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加清晰和透亮,星星也不“眨眼睛”。


2008年9月27日,航天员翟志刚从神舟七号载人飞船出舱,中国人首次“漫步太空”。他面前的太空“一眼望不到底”,看到的星星“比地球上多得多”。


2021年12月9日,在中国空间站的“天宫课堂”上,航天员王亚平透露,航天员每天能看到16次日出,因为空间站每90分钟绕地球一圈。


“航天员在太空中看到的星星,和我们在地球上看到的确实不一样。”杨宇光说,地球上有大气、人造光源等因素的遮挡或干扰,使得星光更弱,还会“一闪一闪”,肉眼可见的星星数量也更少。太空中,由于没有大气阻隔或遮挡,航天员观赏到的星星有3个特点:闪烁少、更清晰明亮、数量更多。


平劲松也表示,太空是真空的,不存在大气湍流,所以星星不会“眨眼睛”,只有繁星点点,没有群星闪烁。也因此,不论是恒星、行星或月球的周围都不会出现晕或者晕环,星星也就更加透亮。



来源:科技日报,火星一号,优美生态环境保卫者

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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