從地面拍中國空間站“十二變”

浦東

他從地面拍攝中國空間站影像，常常帶著兩大箱設(shè)備趕往拍攝地，等待中國空間站劃過夜空的那幾分鐘。中國空間站航天員乘組輪換時，已經(jīng)歷了十二種不同構(gòu)型，而這十二種不同構(gòu)型都被他一一抓拍下來，他就是天體物理學(xué)博士、天文攝影師劉博洋。

和星空有個約會

劉博洋從小喜歡看星星，喜歡做星星和月亮有關(guān)的夢。上小學(xué)前，父母帶他參觀了眾多博物館，他對天文館情有獨(dú)鐘。父母發(fā)現(xiàn)他這一愛好后，便買了一臺入門級望遠(yuǎn)鏡送給他。

劉博洋十分珍惜，對天文的興趣越來越濃。到了中學(xué)時期，他加入學(xué)校的天文社團(tuán)，還當(dāng)上了社團(tuán)技術(shù)部部長。社團(tuán)技術(shù)部是一個需要給其他社員講課的部門。為了講好課，他惡補(bǔ)了很多天文學(xué)科普書籍，慢慢積累起很多天文學(xué)基礎(chǔ)知識。

天文社的“鎮(zhèn)社之寶”是學(xué)校唯一一臺大口徑反射式望遠(yuǎn)鏡，和社員一起外出觀測時，劉博洋第一次有了野外觀星的體驗(yàn)。透過望遠(yuǎn)鏡，璀璨的銀河撲面而來，無垠的宇宙、無數(shù)的星河，以及無限的未知，更加驅(qū)動著他的好奇。

2007年高考時，劉博洋堅(jiān)定地選了天文學(xué)專業(yè)。恰逢北大物理學(xué)院天文系因生源不足而恢復(fù)單獨(dú)招生，劉博洋有幸成為第一批學(xué)生，他說：“天文學(xué)讓我能用一些很基本的物理和數(shù)學(xué)知識去理解一些看起來非常復(fù)雜的天文現(xiàn)象，這是一種科學(xué)的、簡潔的、深刻的美。學(xué)習(xí)天文學(xué)的過程讓我能夠獲得一種對世界本質(zhì)的洞察力。”

大一下學(xué)期，劉博洋憑借扎實(shí)的天文學(xué)基礎(chǔ)拿到了最高分，但在高手如云的北大，他的優(yōu)勢并沒有保留太久。北大天文系不僅開設(shè)天文學(xué)課程，還在物理、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)專業(yè)水平上對學(xué)生有著極高的要求。劉博洋在大部分?jǐn)?shù)學(xué)和物理類課程上都學(xué)得很吃力。他意識到自己需要更清晰地找到自身優(yōu)勢，走出適合自己的路。

劉博洋大三時休學(xué)一年，一是補(bǔ)課業(yè)成績，二是籌辦全國天文社團(tuán)發(fā)展論壇，把全國高校天文社團(tuán)的骨干聚攏在一起，成為“播撒星星”的人。直到現(xiàn)在，中國天文科普圈的同行中，有很多依舊是當(dāng)年那幫社團(tuán)活動中最活躍的人。

本科畢業(yè)后，劉博洋去了中國科學(xué)院國家天文臺攻讀碩士學(xué)位，后來又去往澳大利亞的西澳大學(xué)攻讀博士學(xué)位。學(xué)成歸來后，他成為一名天文科普創(chuàng)作者與天文攝影師。

拍到最高清的中國空間站

2020年，還在西澳大學(xué)讀博的劉博洋驚訝于國外的攝影師能夠在地面拍出國際空間站的精細(xì)影像，作為一名天體物理學(xué)的專業(yè)學(xué)生和天文攝影的忠實(shí)愛好者，他暗下決心也要拍出這樣的照片。

劉博洋拍攝中國空間站的計(jì)劃始于2022年3月。2022年是中國空間站全面建成的關(guān)鍵之年。5月上旬，天舟四號貨運(yùn)飛船成功發(fā)射，中國空間站迎來在軌建造階段。從天舟四號貨運(yùn)飛船到神舟十四號載人飛船，再到空間站問天實(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)艙，以及天舟五號貨運(yùn)飛船和神舟十五號載人飛船，伴隨每一次發(fā)射任務(wù)而來的，是中國空間站構(gòu)型在不斷變化。這期間，每個月甚至每一天，中國空間站的形態(tài)都可能不一樣。劉博洋說：“這是特別值得記錄的歷史性時刻。”

從地面拍攝太空中的運(yùn)動物體，絕非按動快門那樣簡單。空間站每92分鐘就可以繞地球一圈，過境時的移動速度高達(dá)每秒7.68公里，相當(dāng)于手槍子彈出膛速度的20倍。

傳統(tǒng)的“凌日凌月”拍攝方式是找到太陽或月亮等顯著標(biāo)志物，在天空中標(biāo)記空間站經(jīng)過的位置，在它經(jīng)過的瞬間抓拍。但在不到半秒的時間內(nèi)，由于大氣抖動等因素，大概率很難拍到清晰的高質(zhì)量畫面。要想突破就必須找到能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)跟蹤的軟件，控制望遠(yuǎn)鏡跟蹤拍攝。劉博洋不想錯過記錄中國空間站“從小到大”成長軌跡的最佳階段，便自己編程，開發(fā)出光學(xué)跟蹤程序。嘗試、失敗，再嘗試、再失敗……2022年4月3日晚上，劉博洋成功抓拍到了運(yùn)動中的國際空間站。這種高精度跟蹤持續(xù)了120秒，完整記錄了國際空間站從接近到遠(yuǎn)離的全過程。

4月19日，中國空間站過境河北、山東一線，劉博洋和伙伴們驅(qū)車三個小時趕到河北。在衡水郊外，從晚上八點(diǎn)等到第二天早上四點(diǎn)，終于等到劃過夜空的中國空間站，劉博洋使用自主開發(fā)的光學(xué)跟蹤程序，成功捕捉到清晰的中國空間站特寫影像，成為國內(nèi)采用該技術(shù)拍攝到高清中國空間站的第一人。

之后，在北京、海南、陜西、廣東、甘肅、江西等地，劉博洋啟動了“逐天模式”。2022年8月1日，中國空間站即將從北京的上空過境，這次它又多了一個新艙段——問天實(shí)驗(yàn)艙。劉博洋準(zhǔn)備在家附近的停車場拍，不料當(dāng)晚起了云。天氣預(yù)報(bào)顯示北京城南云量稍少，但此時距離空間站過境只剩下兩小時。劉博洋決定碰碰運(yùn)氣。他用最快速度前往大興區(qū)，找到一個駕校門口的空曠位置，只用一個小時就完成了望遠(yuǎn)鏡搭建。當(dāng)他看著鏡頭里一個核心艙加一個天舟組成的很小的“十”字形，突然多了一個特別大的艙段，而且問天太陽翼一下展開五十幾米，變成一個“土”字形，心情非常激動。

隨著每一次發(fā)射任務(wù)的完成，中國空間站不斷改變著構(gòu)型，而在地面，能觀測并拍攝中國空間站過境的條件十分有限，甚至某種新構(gòu)型的拍攝機(jī)會只有一兩次。為了不錯過良機(jī)，劉博洋自費(fèi)輾轉(zhuǎn)多地，他常常帶著兩大箱設(shè)備趕往拍攝地，等待中國空間站劃過夜空的那幾分鐘。

這一年里，劉博洋追逐空間站六十三次，成功拍攝三十四次，行經(jīng)十七個城市，航程超過五萬公里。

把星辰故事講給更多人

要想與日月星辰對話，熬夜是必修課，受凍挨餓也是家常便飯。為了拍攝中國空間站，劉博洋去過荒漠，上過高原，甚至差點(diǎn)在沒有信號的野外迷路。這些辛苦在劉博洋看來根本不算什么，“我是在做一件好玩的事，而且在得到樂趣的同時進(jìn)行了天文科普。”

記錄空間站的同時，劉博洋還將拍攝空間站的過程記錄下來，發(fā)布在社交賬號，他自稱天文老博士，同時將自己的內(nèi)容戲稱為“天文八卦學(xué)”。越來越多的人透過他的望遠(yuǎn)鏡看向了太空，看清了中國人自己的“太空家園”。他的鏡頭是民間描繪中國空間站銀色輪廓的“初印象”，也是聚焦中國空間站與浩瀚蒼穹對話的新窗口。

2023年春節(jié)，有名小學(xué)生給劉博洋寫信，說看了拍攝空間站的相關(guān)視頻，他喜歡上了星空，喜歡上了天文。這讓劉博洋投身天文科普事業(yè)有了更大的動力。

對于未來，劉博洋有著清晰的規(guī)劃，除了做好天文科普，他還在積極籌劃建設(shè)自己的天文臺。接下來，他還將參與北京大學(xué)“6-8米口徑成長型通用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目，把星辰故事講給更多人聽。

圖片由本文作者提供 編輯 鐘健 12497681@qq.com