天文摄影——日月食串像的拍摄

朱江

天文摄影是天文观测的重要手段，作为各方面能力都不是很强，设备又有限的业余天文爱好者，每当日食或者月食发生时，拍摄串像就成了我的最爱。因为拍摄串像，对设备要求不高，单反照相机、三脚架、快门线，剩下的就是经验和耐心了。爱上拍串像的第二个原因是，每一次日食或者月食都有不同，还可以选择不同的地景，拍出不同的特色。

第一次拍摄日食是1987年，从那以后的30年中，设备从胶片相机到数码相机，现在还有各种电脑软件可以进行后期制作，不过我仍喜欢用早期拍胶片的方法，事先进行周密的计划，尽量减少后期加工，只采用最简单的startrails叠加。

比较有意思的串像是中心食，所以本文只谈中心食的拍摄。

一、制定计划

A了解事件

需要事先了解事件发生的时间、日或月在天空的运行路径等。

B选择照相机镜头

根据事件的时长选择适当焦距的镜头。

C选择观测地点

根据交通、天气、地景等条件选择适当的观测地点。

D模拟操作

至少提前一天到达观测地做模拟拍摄。

E制作工作时间表

按照预报从食甚向两头推工作流程，至少提前半小时到达观测地点做准备工作。

二、日食拍摄

日中心食包括日全食、日环食和日全环食三类。从全球来看，日全食和日环食大约三年会分别出现两次，日全环食则比较罕见，笔者还未实际观测过。上一次是发生在2013年，非洲可见，下一次发生在2023年。

拍摄日食，必须要有减光膜。

A、日环食拍摄

最容易拍摄的是日环食，但地景需要另外拍摄，后期叠加。胶片就是两张，洗照片时二次曝光，操作比较复杂，一般照相馆是不会给做的，都是自己做。现在数码相机做起来容易得多，但还是要考虑位置，不能随意叠加。最好的情况是日出或日落前后的日食，可以同时拍出地景。

笔者做过三次观测，但是串像只拍了两次，2010年1月15日大理日环食尝试了一次用望远镜拍照。

1987年9月23日日环食

我带了四名高一学生随北京青少年天文爱好者协会赴河北磁县观测。那时学校根本没有照相机，我自己也没有单反照相机，只有一台海鸥203，一台老华山。

9月一开学，我就开始做准备，用废胶片曝光后显影制作不同密度的减光片，做拍照实验。

那时候的学生都没有学过天文，也没有学过摄影，选了学生后，再把我通过的实验获得的数据编制成工作流程，教他们模拟练习。

第一次拍摄，老华山照相机成功，海鸥203失败。失败的原因是拍照过程中照相机有移动。成功的那一名学生工作更踏实，当然日环食还属于相对容易的，因为太阳在日食的全过程中亮度变化不大。

虽然也同时拍摄了地景，但制作出来的效果欠佳。

2012年5月21日日环食

这是第二次拍摄日环食，是一次初亏前后的日出，为了交通的方便，我选择了跟随福州青少年宫。20日我到了福州，黑云压境，从云图上看，四面楚歌，和潘老师研究了一下午的云图，最后决定向东南走，半夜出发，由于路上耽搁了一些时间，到预定的地点——石狮一个渔港码头时，太阳已经冒出头了。

匆忙下车，背着相机包，抱着三脚架，跌跌撞撞跑到海滩的礁石上，还好礁石周围沙子比较多，把三脚架使劲塞进沙子里，照相机大概选一下景固定好，调整一下焦距和拍摄参数，在半分钟内试了两张，稍微调了调取景，就拍下了第一张，对了，这时根本不需要减光，渔港的剪影还有海面上太阳的反光都清晰可见。再一次认真调了调焦，但是变焦不能调了，不断调整参数，继续拍了11分钟，光圈从f6.3调到了f22，快门速度从1/125 s调到了1/4000s，才把减光罩装上。

因为没有准备时间，不能认真计算路径，日食结束前10分钟，太阳出视野了。但好在数码照相机操作比胶片方便多了，总体还是成功的。

B、拍摄日全食

拍摄日全食难度相对大一些，在食既时要摘下减光罩，生光时又要及时罩上。全食时还要大规模调整曝光参数，以拍摄到日冕。

1995年10月24日日全食

我带了一名学生随国家天文台观测团赴泰国做第一次日全食观测。这次使用的是玻璃干板制作的减光片。

指导学生拍摄串像前期都没有问题，但是最后退胶卷的过程出了岔子，导致胶片漏光，效果差了很多。

2012年11月14日日全食

第一次成功拍摄日全食串像。我带一名学生跟随北京天文馆观测团赴澳大利亚观测。观测地确定在澳大利亚北部旅游热点城市凯恩斯。

澳大利亚是一个地广人稀的国度。可是我们提前一天到凯恩斯时，就发现海滩附近已经没有空地方了。而且从云图上看，又是很不乐观。朱馆长决定租车后半夜3点继续北上。

4点20，我们到达了道格拉斯港，通往海滨的道路都设置了警戒带，车辆不能通行，天还很黑，我们跟着导航到了海滩，海滩上人已经很多。天空星光璀璨，有我们熟悉猎户、大犬，还有我们不太熟悉的半人马和南十字，随便拍了几张星空，就要选择拍日食的位置了。金星告诉了我们太阳即将升起的位置，海岸基本上是朝东的，原本想拍一个带棕榈树的地景，但是海滩上人太多了，只能以大海为地景了。为了减少干扰，我们三个人把照相机架成一横排，拍单个像的在边上，拍串像的在中间，大家互相照应。在日食开始时，让前面的人坐下。

太阳出来了，天空堆积着大块的乌云，一会儿把太阳遮住了，一会儿太阳又顽强地从云隙中露一下脸。我努力尝试使用不同参数，时而还摘下减光罩试一下，总共拍了550多张照片，但还是有四段时间没有拍到太阳的像，幸运的是全食时候的黑太阳拍到了。

2017年8月21日日全食

一次完美日食。从2009年7月那次遭遇大雨中的日全食至今，我们的小学生都上了高中甚至大学，终于又等来了一次学生假期中的日全食。我们组了一个30人的团，赴美西观日食。

根据以往的经验，我们选了一个全食带中不是最热点的地方——Casper，但是因为我们人比较多，美国的情况又不了解，据说私人领地不能随意进占，所以选公园最保险。我们提前一天到达Casper，在地图上找公园实地踏勘，最后确定了Casper州立公园的一片山顶空地，并做了模拟观测。

山下是一片帐篷营地，那天是周末，营地上有很多帐篷。我们没有那么多帐篷，所以决定第二天一早过去圈地。

第二天凌晨3点，四个人组成的先遣队出发，在天亮之前到达了观测地，那里还没有人，但是下面一个台地上停着一辆转播车。

我们把大家的三脚架散布在空地上，把帐篷搭在空地的北侧。大部队没有到达之前，陆续来了几辆车，他们都在我们的外围选地方支三脚架。

山顶上有一些枝丫遒曲的老树，大家各自选了地景准备拍摄。

为了积累经验，我设计了每分钟拍一组，三个曝光参数，在全食前后则选择更多种参数进行拍摄。因为需要随时调整参数，所以没有用快门线的程序设置，而是请一个学生每分钟报一次时，这样的好处是灵活，弊端是时间不够精准。

使用Canon6D，16-35变焦头，20mm焦段，iso200，从美国西部时间10:07开始正式拍摄，到12:59结束，共计拍摄了533张照片，其中在全食时尝试用不同参数拍摄了9张日冕，生光时用f5.6，1/1600s拍摄了一张贝里珠。后期每隔3分钟选一张片子，共计57张片子，用startrails叠加完成一组串像。因为此次全食只有不到3分钟，我又尝试用第一张比较好的日冕，加上生光时的贝里珠另外叠了一组，共计58张片子，这样贝里珠和日冕的时间间隔只有2m16s。

三、月全食

拍摄月食，随时调整参数很重要，只有使用适当的参数拍摄，即不亏也不过，才能感受到食相，从月球东边的某个部位开始变暗，到变成弓形朝西的月牙儿、红月亮，再变成弓形朝东的月牙儿，最后暗部从西边离开。

1997年9月17日月全食

这是我第一次认真看月食，那其实是比2018年1月31日更大的一个超级月亮，而那个所谓的152年一遇的蓝月亮其实没什么意义。

1997年9月17日月全食0:11-5:22，正好当天午夜月球位于近地点，距离356965km（2018年1月30日近地点358993）。

那夜还是中秋之夜，秋高气爽，最适合观月。那时候我没有合适的镜头，所以没拍，约了两个大男孩儿，他们带了长焦头，在少年宫大殿前的台子上支上三脚架，从办公室拆了几个沙发垫放在大殿的廊子下，就那样看着又圆又大又亮的月亮慢慢变成月牙儿，又变红，真是一个特别惬意的中秋夜！

2011年12月10日月全食

第一次拍月食串像，那时我有了24mm的广角头，经过计算，拍本影食加点地景还有富余，而且在很多书上我都看到食分在0.7以下的半影食看不出变化。所以决定只拍本影食，20:45到12月11日0:18。

那一次有10多个学生参与，在少年厅院子里，大家各自选个地方拍摄。因为孩子多，怕架子被孩子踢了，所以我找了一个角落，结果是那个角落太黑了，全食时用手电照都没能把地景照到足够亮。

因为是第一次，没有经验，拍照时，是根据感觉随时调整曝光，到全食时，试了几个档，最大曝光量是iso800，f4，8s，那一次月亮几乎是在远地点。

而且在那次拍摄中，我感觉到拍摄串像应该将半影食也拍上。

2018年1月31日月全食

终于等来了最适合拍摄全过程的又一个月全食。但是寒冷的冬夜让我很纠结，找一个温暖的，有好地景，还要清静的地方并不容易。最后决定还是去少年宫。事后感觉决策英明！

由于这次月食结束时月球会升到很高，拍摄位置还是要认真选择的。我们在日落前就到了少年宫，根据计算好的月食轨迹选好拍摄位置，在天黑后月球升起前试拍了一下建筑，发现灯光过亮，汲取上次拍月食的经验，不能把所有灯都关掉，必须有选择地留下一些灯。先找人去关掉了那几组射灯，但是没有找到负责人，据说吃饭去了，好在他在全食开始时回来及时关上了那几组射灯。

这一次我从半影食开始前一直拍到半影食结束前5分钟（）1月31日18:48-2月1日0:05），基本完整拍摄下了月全食的全过程（最后5分钟月球出视野了）。

这次使用的是Canon6D，16-35镜头，使用的是16mm端，最大曝光值是ISO800，f4，1s。后期每隔3分钟一张叠加，完成了106个月球的串像。

也许每一次观测都不是完美的，但每一次观测都有很多值得回味的故事，激励我下一次再做，这才是天文摄影的魅力。

2018-3-19