神舟六号观测记
神舟六号2005年10月12日9时发射升空,17日晨安全返回,其间北京地区可见的过境机会有5次。
12日发射成功后不久轨道根数和过境预报出来了。13日晨北京应有第一次观测机会。
12日看完转播后就开始关心天气。但当天天气欠佳,到了晚间更是阴云密布,天空被北京的城市灯光映得红彤彤的。到了午夜,天气没有任何好转的迹象。联系了一下在平谷的寇文,感到晚上确实没戏了。
13日天大晴,艳阳高照,终于有了秋高气爽的味道。下午一通联络,考虑到方位和交通,决定去居庸关。
14日晨1点半出发,接上王炎后与寇文会合,再到酒店接MALEY夫妇。天气很好,让人放心。沿八达岭高速很快就于2点50分到达居庸关。这是第一次来此观测,感觉旁边路上车灯的影响很小。
车在紧靠云台的停车场停下,刚刚打开车门就传来几声响亮的犬吠,回荡在寂静的夜空,吓得赶快把门关上。定睛一瞧,车前几米的地方就栓着一条大狗,不住地汪汪。远处一个小岗亭内有灯光向这边照了照,大概看到来者不像不法之徒,或人多势众,又关掉了。
不远处还有个大灯,很耀眼。寇文等去和值班人员商量了一下,关掉了灯光,立刻头顶的繁星更加明亮。一会儿,又有人来把狗牵走了,为我们留下了非常好的环境。
预报神六的过境时间为4时54分,天还是全黑的。为了更好地拍摄背景星,采用跟踪的方式。架好赤道仪,调整焦点,试拍看到4分钟的曝光量和跟踪精度没有问题。神六在天顶偏北处飞出地影,相机指向那里。
对于预报的时间和亮度是否准确没有把握,如果很暗看不到,需要保证不会错过。计划4点45开始以4分钟的曝光时间通过控制盒做连续拍摄,其间如果发现飞船则手动保持曝光,直到飞出视场。
时间快到时耽误了一点,实际从4点45分半开始。到4点53分半开始是第三张。预报时间过后不久在天顶偏东北看到了移动的亮点,喊了起来。飞船刚出地影时比北极星略暗,逐渐增亮,速度不快。

这张照片记录了飞船出地影的情景,是看到神六的“第一眼”。预报是相当准确的。如果从45分整开始拍摄,则可以有1分半钟的曝光时间,效果可能更好。如果再提前一分钟开始曝光,就很完美了。但在计划时要考虑到最大可能地不漏掉飞船,也只能如此了。
有趣的是在这58秒内还有一颗卫星在视场内出现并被拍下。
这时认定还有机会再拍几张。于是在确认飞出视场后结束曝光,却又同时误碰开关关了控制盒的电源,可见老矣,好在后来只需要使用手动控制方式。转动云台在取景器中找到飞船,固定,拍摄。没有好好取景,飞船轨迹只占了图像一半。
这段飞船很亮:

接下来再次调整方向,对准东边山顶长城,继续拍摄。此时飞船高度和亮度不断降低,肉眼已经看不到了,于是关掉了快门。这是一个错误的动作,一方面实际上飞船还在视场内,本来可以拍摄到飞到山后的轨迹;另一方面,在天还是黑的情况下,如果不顾及拖影,应该尽可能延长时间获得合适的曝光量,否则噪声较大(尤其是蓝红通道)且色调不正。当时确实较忙乱,没有仔细地考虑。

北斗升起在云台上空:

神六之后是长征二号运载火箭的末级在5时48分过境。此时天空迅速变亮,因此不断地试拍调整曝光时间。最后只能减到2秒。赤道仪已经收好,因为要不断调整方向,相机是架在三角架上手按快门拍摄,图像有些抖动。火箭很亮,且有明显光变。

这天还带了995,可是多时不用,加上时间紧张,连怎么手动调到无穷远都不会了,老矣!
大家合影。MALEY夫妇是专程来看飞船,瘾头不小。一起观测的还有张琳娜、法制晚报的记者和一个喜好天文的小伙子。

晨光中的火星:

14日是周五。观测结束后往回返,已经是上班时间,车堵得很。
14日上了一天班,感到倦怠非常。天气预报似乎说要晴转多云,和王炎联系了一下,商量好要是合适:天气合适、身体合适,就再出去。到了晚上颇有心有余而力不足之感,蒙头便睡,连闹钟都没上。
迷梦之中被一阵手机铃声吵醒,其时早晨4点。睡眼惺忪地起来一看是寇文打来的电话,说正在居庸关,天气甚好。在床上挣扎、犹豫、思想斗争了半天,还是咬牙爬起来,收拾好相机下楼。三角架还放在车里,省却了一点力气。
来到操场,天很好,无云而通透。四周没有直射的灯光,但天空还是比较亮的,毕竟是在长安街边上。开始想拍仙后方向,但无法避开附近的高楼;北极附近太单调;最后选在大熊座,因为神六正从斗中穿过。试拍了几张确定曝光量。神舟六号一圈91分钟,每天约迟16分钟出现。今天刚过晨光始,天光虽增亮,但与环境光的影响相比仍居其次。
5点12分神舟出地影,从仙后上方向东飞来,有足够的准备时间。在正北时最亮,然后略变暗。感觉快进视场时按下快门,直到飞到树后结束曝光,紧接着连拍一张。看了看照片,清晨的天空已经发亮,呈现漂亮的蓝色。

火箭每天提前十几分钟出现,此次从北极星下方几度的地方经过,光变明显。

回来后仔细检查,飞船照片结束略早,树叶缝中的轨迹在第二张照片上(得亏连拍);而火箭照片开拍略晚,轨迹留下了空隙。一张满意的照片真是不容易啊。
10月16日晨有2次过境,其中4点整的第一次颇具挑战性:高度只有10度,亮度6等。到哪里观测让人伤脑筋。飞船在东偏北20度,最后决定向南走,可以避开市中心的亮光,同时地平附近不会有遮挡,交通极便利。但南面地势低,易起雾。
几天没刮风,天空有些灰蒙蒙的。晚上,空气有些潮湿的感觉,立交桥上的路灯投下锥形的光柱。
2点半和王炎出发,月亮在西边很高很亮。沿京开高速南行,出了五环之后路边的建筑减少,周围环境也黑了下来。过了大兴黄村,蓦然发现西边的月亮居然变得朦朦胧胧的,一片浮云遮了过来,心想大事不妙。

到了庞各庄,路东已经没有灯光了。从高速下来,前行至瓜乡桥向东1千米左右一个村口的马路上。这里东边地势平坦,没有灯光干扰,但今天天很不透,低平附近有些雾蒙蒙的。
神六从狮子尾部以北经过。狮子alpha很明显,但地平附近的星肉眼就看不到,相机可以拍到。抬头四下观瞧,只见片片浮云不知何时已经涌了上来,约好了似的向东方掩杀过去,四点一到,正好把拍摄天区遮住,过后却又极慢地扩散开来。
下一次过境在1个半小时之后。这段清闲的时间里看了看周围的环境,感觉是个不错的观测点,冬天可以过来。

天渐渐地亮了,云彩也慢慢散开。5点32分,飞船在仙后附近出现,这是肉眼可见的最后一次。拍摄了2张照片,这次终于拍全了。

目送神舟东去,最后一张飞船照片:

4分钟后火箭从北极星下方擦过。

结束观测后是最舒服的时刻:

一晚上没白来,都觉得心里很高兴。从这里返回家,不到40公里,一个愉快的星期日的早晨。
周日晚从寇文处得知17日晨2点40分神六凌月,虽然很疲劳,还是尝试着看了一下,没抱什么希望。
这次凌月的拍摄有许多的困难,一是预报的时间准确度不知道,实际上在家里位置是否能凌月也不确定;二是神舟六号处于地影之中,没有准备的时间;三是神六约8米长,如果距离是500公里的话张角也就1-2角秒左右,在照片上只占1-2个像素,因为背景是亮的,所以几乎无法拍摄经月面的轨迹,只有通过高速曝光,拍摄到黑点样的图像,但在高速连拍的条件下图像不可能非常清晰。
摄像没有考虑,因为分辨率肯定不够。神六线速度每秒8公里,以8米的尺度考虑,1/1000秒内在一个亮背景上是一个黑的点,这是反差最大的情形。困难在于相机的连拍能力。如果预报很准,则连拍能够覆盖约10秒的区间,随后要有一个间隔进行处理。如果要扩大这个区间,拍摄密度不得不降低。不使用连拍,拍摄间隔大约半秒,正是神六通过整个月面的(最长)时间。因此,如果神六从中心通过,也只有不到一半的几率蒙上。另一方面,即使拍上,很有可能只是一张,难于验证确定。
不管怎样,放过这个机会总是心有不甘。于是采用拍摄ISS的方式,加增倍镜,在阳台上快门一通乱按拍了177张。
拍完后当时在计算机上浏览了一番,没有明显的迹象。
此时已经3点半多,神六快要返回了。干脆再去看看轨道仓。上网查了一下预报,轨道根数还是神六的,打印出来,准备一番再次来到操场上。月亮非常亮,天气还是很好。找到一个平台,在月亮的阴影里架好相机,指向东北方30多度高的地方,在预报的时间4:38前后拍了几张。肉眼并未看到,不知是轨道变化抑或亮度变化的原因。
回到家中,电视已经报告神六安全着陆。也不睡了,一边看电视直播,一边在阳台上架好相机,试验好曝光量。5点28分,运载火箭在西北出现,从北极上十几度的地方飞过,此时天光已亮,但空气很透,拍摄了一张照片,结束了这次神六观测。

总的来说,这几天天气非常配合,看到了三次漂亮的飞船过境,照片也比以前进步不少,令人高兴。
闲下来之后非常仔细地逐张检查了所摄的177张月亮照片,有一个黑点的样子引起了注意,不巧的是,相机在这张照片之前2秒内正在进行处理,没有拍摄,所以根本无法验证。对于飞船这样大小的物体,如果拍到了也就会像一个黑点一样。
比较,每张图上都有一些黑点,例如右上的一个。通过单张照片无法确认这些点是什么。

晚上又将轨道仓的照片检查了一边,没有任何轨迹,确实觉得有点不解,因为轨道似乎不应该变化如此剧烈。
话说这天醒来无事,在床上发呆,觉得17号早晨4点38分的时刻非常奇怪,因为前一天是4点出地影,那么第二天应该在4点18左右出现才对。急忙起来打开电脑查看那天用的预报,呜呼,居然是18日的!唉,老矣!
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