□ 晗 杰

淺談銥星閃光的預(yù)報查詢和拍攝技巧

□ 晗 杰

一幅美麗的天文照片，從拍攝到處理，往往是個很復(fù)雜的過程，因此提起天文攝影，很多人都望而卻步，不敢涉獵。殊不知，只要你擁有簡單的設(shè)備，例如一部數(shù)碼單反相機和廣角鏡頭，支撐它們的三腳架，以及一根快門線，就能拍出很好看的天文照片。而我們身邊，也有一個常見且非常易于上手的人造天體攝影題材——銥星閃光。

圖2 設(shè)置好的觀測地點信息

圖3 某段時間內(nèi)的銥星閃光信息

說說銥星的前世今生

銥星移動通信系統(tǒng)是美國銥星公司委托摩托羅拉公司設(shè)計的一種全球性衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，它計劃通過在7條軌道上運行的77顆衛(wèi)星，實現(xiàn)全球手持衛(wèi)星電話機之間的通訊。這個系統(tǒng)與銥（Ir）原子核外的77個電子圍繞其運轉(zhuǎn)類似，因此被稱為銥星。后來經(jīng)過驗證和優(yōu)化，需要的衛(wèi)星數(shù)減少到66顆。1997年、1998年，銥星公司連續(xù)發(fā)射了幾十顆衛(wèi)星，遺憾的是，該公司于2003年破產(chǎn)，通信系統(tǒng)最終未能建立。但這個計劃卻為天文愛好者留下了寶貴的觀測遺產(chǎn)。

銥星閃光與其他人造天體過境有些類似，比較理想的觀測時間是在日落后和日出前的1至3小時內(nèi)。但由于衛(wèi)星體積較小，軌道高度又高達800千米左右，因此即使衛(wèi)星本身100%反射太陽光時，亮度也只有5等左右。之所以被稱之為“閃光”，是因為銥星上面有3根鋁制天線，它們可以像鏡子一樣反射太陽光，在地面上投出一條寬幾千米的光帶。處于光帶中心線上的觀測者，會在短短1、2秒的時間里，觀測到可達－8至－9等的閃光。由于亮度很高，銥星閃光非常適合跟漂亮的地景拍在一起，這也是天文愛好者對它情有獨鐘的主要原因。

查詢銥星的閃光預(yù)報

拍攝之前，我們先要查詢銥星閃光的預(yù)報。理論上，在地球上的任何地點都能觀測到銥星閃光。簡單易用的人造天體過境信息預(yù)報網(wǎng)站heavensabove的中文版已經(jīng)上線，非常適合剛開始接觸人造天體觀測的愛好者。

在瀏覽器的地址欄中輸入http∶// heavens-above.com/，就可以直接進入中文版網(wǎng)站（圖1）。點擊首頁上“設(shè)置”欄目中 “登錄”，在彈出的界面中就可以進行注冊。推薦大家注冊自己的賬戶，注冊后可以添加常用觀測地，便于以后使用該網(wǎng)站查詢?nèi)嗽焯祗w過境信息。在沒有登錄的情況下，可以點擊首頁右上角的經(jīng)緯度，在地圖上選擇你的觀測地點。對于人造天體過境來說，在不同地點觀測到的位置和亮度會有較大區(qū)別，因此觀測地地理位置的選擇越精確越好。選定觀測地點后，點擊“更新”按鈕，就會自動回到首頁。此時頁面右上角的地理信息已經(jīng)更新為選定的地理位置了（圖2）。我們通過點擊“人造天體”欄目下的“銥星閃光”選項，就可以查詢到選定觀測地未來一周可見銥星閃光的信息了（圖3）。

信息表中的第一列為銥星閃光達到最亮的準(zhǔn)確時間，為觀測地所采用時區(qū)的區(qū)時，精確到秒。亮度是指銥星閃光最亮?xí)r的視星等，當(dāng)然這里并沒有考慮到地平高度對亮度的影響，這也是我們實際看到的閃光亮度時常達不到預(yù)報值的原因之一。Heavens-above只給出了地平高度大于10°，且視星等大于1等的銥星閃光預(yù)報。高度和方位角給出了閃光最亮?xí)r的方位，僅精確到度，作為一般的目視和照相觀測這個精度已經(jīng)足夠了。給出的其他信息還包括衛(wèi)星編號、觀測地距離閃光中心線的距離、中心線上觀測到的最高亮度，以及閃光時太陽的高度。如果不勾選表格上方的“包括晝間閃光”選項，信息表中給出的都是太陽位于地平線下的閃光，最后一列也都將是負值。

太陽位于地平線下0°至－5°，也就是日落到民用昏影終止前和民用晨光始到日出的時段，雖然太陽在地平線之下，但輝光對天空背景的影響非常嚴重，就連最亮的恒星也很難用肉眼觀測到。此時用相機對天空長時間曝光，天空背景會非常亮，因此不適合銥星閃光的照相觀測。較佳的觀測時段為太陽地平高度在－12°以下，即航?；栌敖K之后或航海晨光始之前。所以在選擇適合觀測的閃光時，我們應(yīng)該考慮太陽位置的因素。據(jù)說在大氣透明度極佳的情況下，肉眼有可能直接看到亮度在－8等以上的白晝銥星閃光。雖然經(jīng)過幾次嘗試，但筆者至今沒有看到過白晝閃光。

圖4 某次閃光的詳細信息

點擊信息表中的閃光時間，我們首先可以在新窗口中看到這次閃光對應(yīng)銥星的經(jīng)天圖（圖6），星圖上可以標(biāo)有對應(yīng)的時間和最亮閃光位置。鼠標(biāo)點擊相應(yīng)的位置就可以放大星圖，得到更精確的位置和更高的極限星等。星圖下方是關(guān)于這次閃光的一些詳細信息，例如閃光發(fā)生時觀測地與衛(wèi)星的距離、觀測地與閃光中心線的夾角、具體是哪根天線反射太陽光造成的閃光、閃光時衛(wèi)星與太陽的張角（圖4）。閃光的亮度正是由這些信息計算得到的。頁面最下方是谷歌地圖模塊，閃光中心線用紅線標(biāo)明，圖中的位置點為我們設(shè)置的觀測地（圖5）。這個地圖非常實用，如果我們覺得這次閃光在之前設(shè)置的觀測點還不夠亮，就可以通過它找到閃光中心線上有合適地景或比較容易去的地點，然后選擇合適的交通方式到那里去觀測。

關(guān)于銥星閃光預(yù)報的查詢還有其他途徑，例如網(wǎng)站calsky，以及“衛(wèi)星觀測指南”等手機app，方法都比較類似，這里就不再冗述。記錄查到的閃光信息最快速的方法是用手機直接拍下顯示器屏幕，這樣也便于隨時查詢。

圖5 某次閃光的中心線和設(shè)置的觀測地（谷歌地圖導(dǎo)航）

圖6 某次閃光在觀測地的經(jīng)天星圖

把拍攝器材準(zhǔn)備好

記錄了閃光信息，接下來就要準(zhǔn)備觀測器材了。前面曾說到，銥星閃光照相觀測的器材門檻很低，如果沒有數(shù)碼單反相機，具備全手動設(shè)置曝光參數(shù)的微單相機和其他數(shù)碼相機也能派上用場。如果連三腳架都沒有的話，想辦法將相機穩(wěn)定地固定在鏡頭朝向閃光方位的位置上也能勉強拍攝。如果你是第一次拍攝銥星閃光，不要一上來就對自己要求過高，可以先以“拍到”閃光為目標(biāo)。設(shè)置曝光參數(shù)時，我們要明確一件事，人造天體移動很快，延長曝光時間對將目標(biāo)拍得更亮是沒有任何幫助的，這點與流星的拍攝類似。要想在相同曝光時間下獲得更高的亮度，我們首先要將鏡頭光圈開到最大，對應(yīng)的就是將焦比的數(shù)值調(diào)到最小。如果鏡頭光圈非常大，可以達到2.8甚至更大，為了提高照片四周像質(zhì)，可以將光圈開到第二大的檔位。拍攝廣域星空照片，最好選用廣角定焦鏡頭，如果是變焦鏡頭，可以調(diào)整到靠近廣角端的焦段使用。接下來我們要把鏡頭的對焦模式調(diào)整為手動（MF），借助亮星或很遠處的燈光將鏡頭對焦到無窮遠。由于觀測時間和觀測地點的不同，天光亮度會千差萬別，因此需要我們在觀測前不斷調(diào)整感光度（ISO）和曝光時間，來找到合適的曝光參數(shù)。例如我們可以先將ISO調(diào)到800，對天空曝光5秒看看是否過亮。如果天光已經(jīng)飽和，可以降低ISO，如果畫面依然比較暗，就可以增加ISO或適當(dāng)延長曝光時間。在城市里拍攝銥星閃光時，筆者通常采用2至5秒一張連續(xù)拍攝的方法。如果是在光污染很小的理想觀測地，ISO800、單張曝光30秒都沒有問題。

圖7 雙閃光，筆者拍攝于北京景山萬春亭。當(dāng)天北京大氣透明度很好，頂著月光，冬夜群星也依稀可見。這時兩顆分別達到-5等和-3等的銥星閃光相繼出現(xiàn)，肉眼看的效果更加神奇。佳能40D相機，鏡頭焦距10mm，光圈f4.0，曝光時間30秒，ISO400。

可以開始拍攝了

第一次拍攝銥星閃光，建議大家在閃光前20分鐘到觀測地點進行準(zhǔn)備。當(dāng)架好相機、調(diào)整好曝光參數(shù)后，就可以進行試拍了。這時你會發(fā)現(xiàn)，即使用三腳架固定好的相機，用手按下快門時也極易造成相機的抖動，影響拍攝效果。而快門線不僅可以很好地避免抖動，還能更好地實現(xiàn)連拍。大多數(shù)相機都有連拍模式，切換到這個模式后，按下快門線上的快門鍵向上推就可以鎖住，這時相機就會按設(shè)定好的曝光參數(shù)一張接一張地連續(xù)拍攝。在天文攝影中白平衡（AWB）通常會設(shè)置為日光，拍攝銥星閃光也是如此。

觀測銥星閃光需要精確到秒的準(zhǔn)確時間，當(dāng)下很多智能手機都有可以準(zhǔn)確獲取時間的App，例如iPhone中的Astroclock。如果沒有這樣的軟件，可以用手機撥打報時臺電話12117，這個臺會每10秒報一次準(zhǔn)確時間。

在閃光到來前的最后兩分鐘就是觀測的最后準(zhǔn)備階段。此時應(yīng)該檢查相機設(shè)置是否已切換到連拍模式，焦是否調(diào)好。然后觀察閃光附近天區(qū)，看看是否能看見銥星。在閃光前15秒左右就可以按下并鎖住快門進行拍攝了。而我們此時要做的就是用肉眼欣賞銥星閃光。閃光達到最亮后會很快暗下來，大家不用立即停止拍攝，建議再拍20秒左右。因為在少數(shù)情況下，可能有預(yù)報中沒有的閃光相伴出現(xiàn)。這可能是一個失效的銥星產(chǎn)生的閃光。一些衛(wèi)星雖然已經(jīng)失效但還會留在軌道上。它們不能保持正常的姿態(tài)和軌道，但依然能夠像正常的衛(wèi)星一樣產(chǎn)生閃光，而Heavens-above缺乏對這類閃光的預(yù)報。所以多拍一會兒可能會有驚喜。

拍攝的照片可以用簡單的疊加軟件Startrails來處理，合成一張圖片。在圖中我們會發(fā)現(xiàn)銥星有很短的間斷，這是由連拍的間隔導(dǎo)致的，通常不用去理會它。如果你非常追求完美，可以用PhotoShop的畫筆將間斷連上，但這樣雖然好看，卻有過度處理的痕跡。

圖8 銥星閃光，筆者拍攝于北京天文館

在成功地拍攝到了銥星閃光后，大家可以繼續(xù)嘗試將有代表性的地景和閃光拍攝到一起。也可以來一張自己和銥星閃光的合影。慢慢地你就會發(fā)現(xiàn)，拍攝銥星閃光并不復(fù)雜，只要掌握了一些基本技巧，再加上一顆發(fā)現(xiàn)美的心，就能創(chuàng)造出非常漂亮的攝影作品。

（責(zé)任編輯 張恩紅）