为什么宇航员从太空拍的大多数照片,其背景没有星星的痕迹?

当对比一下满月与没有月亮时,你分别可以看到多少星星,就可以明白其中的区别。满月时分,星光在月光的照射之下变得十分微弱。

之所以看不见星星或只看得见很少的星星,是因为我们处于地球之上。当地球被太阳光照亮,其贡献是周围星星的千万倍。地球如此之亮的结果就是,绝大多数的星光被掩盖。

星星就在那里,如果宇航员将视线从太阳移开就能看见它们。照片上显示不出来是因为星光太微弱,在较短的曝光时间内相机无法收集到足以在底片上显示出星星的光。相比于底片,人眼对光更加敏感。一个很好的例证就是,当用相机逆光拍摄时,摄影师可以清楚得看见被摄物体的特征及颜色(相对而言),但拍摄出来的照片通常只显示出一个黑影,没有任何特征。



图片说明:被地球大气层局部笼罩的月球,由美国国家航空航天局拍摄。

所有你能看见星星的照片,均采用延时摄影。当用延时摄影拍摄星星时,摄影机的快门要一直开着,好让镜头收集到足够的光,将图像显示在底片上。延长曝光时间让更多的光子进入相机,以便显示图像。随着时间的推移,撞击在底片上的所有光子组成了最终的图像。



图片说明:人类第一次完整地拍摄了整颗地球,这是这批照片中的其中一张,很有可能是由威廉·安德斯在距地球30000公里处所拍摄。在整张照片中,地球上方是地图的南方,而南美洲的绝大部分位在中间;阴影处有稍微露出一小片的非洲大陆,北美洲则在地球右下方处。

越昏暗的物体往往需要越长曝光时间,因为同光亮物体相比拍摄昏暗物体单位时间内收集到的光子数要少的多。一个物体的光亮度取决于相机或人眼所接收的光子数量。举个例子,拍摄一个较好的满月图片,快门只需开一至两秒。但要是拍摄星星,快门要开几分钟甚至几个小时,是为了让足够的光子撞击底片获得星星的图像。一些十分壮观的图片,是使用望远镜拍摄的。



图片说明:从阿波罗8号看到的地球,由阿波罗8号机务人员威廉·安德斯于1968年12月24日摄得。值得注意的是,这一类自月球表面附近看到如同地球升起(又通称“地出”)的现象,由于月亮和地球是呈同步旋转的状态,即面向地球的总是月亮的同一面,也因此在月亮的表面上实际上并不能观看到地球的升起。

当给宇航员拍照时,太阳光从他们身上反射进入相机,光线如此之强致使相机的曝光时间必须短至几分之一秒。如果曝光时间过长,底片接收过多光子,宇航员会变成一个没特征的白色的物体,与低曝光所显示的黑影相反。

相关天文知识-宇航员

宇航员是经过载人航天计划训练后负责指挥、驾驶或担任宇宙飞船的乘务员的人员。虽然这个词通常代表专业的太空旅行者,但有时也适用于任何进入太空的人,包括科学家、政治局、记者和游客。

截至到2002年,宇航员不止被政府训练及资助,还包括军方和民用航空机构。随着2004年私人资助SpaceShipOne在亚轨道成功飞行,诞生了一类新的宇航员:商业宇航员



图片说明:1984年,NASA宇航员Bruce McCandless II在挑战者号飞船外使用载人操纵装置执行STS-41-B任务

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. physlink

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