浅谈铱星闪光的预报查询和拍摄技巧

2014-04-16□晗杰

天文爱好者 2014年7期

□ 晗杰

浅谈铱星闪光的预报查询和拍摄技巧

□ 晗杰

一幅美丽的天文照片，从拍摄到处理，往往是个很复杂的过程，因此提起天文摄影，很多人都望而却步，不敢涉猎。殊不知，只要你拥有简单的设备，例如一部数码单反相机和广角镜头，支撑它们的三脚架，以及一根快门线，就能拍出很好看的天文照片。而我们身边，也有一个常见且非常易于上手的人造天体摄影题材——铱星闪光。

图2 设置好的观测地点信息

图3 某段时间内的铱星闪光信息

说说铱星的前世今生

铱星移动通信系统是美国铱星公司委托摩托罗拉公司设计的一种全球性卫星移动通信系统，它计划通过在7条轨道上运行的77颗卫星，实现全球手持卫星电话机之间的通讯。这个系统与铱（Ir）原子核外的77个电子围绕其运转类似，因此被称为铱星。后来经过验证和优化，需要的卫星数减少到66颗。1997年、1998年，铱星公司连续发射了几十颗卫星，遗憾的是，该公司于2003年破产，通信系统最终未能建立。但这个计划却为天文爱好者留下了宝贵的观测遗产。

铱星闪光与其他人造天体过境有些类似，比较理想的观测时间是在日落后和日出前的1至3小时内。但由于卫星体积较小，轨道高度又高达800千米左右，因此即使卫星本身100%反射太阳光时，亮度也只有5等左右。之所以被称之为“闪光”，是因为铱星上面有3根铝制天线，它们可以像镜子一样反射太阳光，在地面上投出一条宽几千米的光带。处于光带中心线上的观测者，会在短短1、2秒的时间里，观测到可达－8至－9等的闪光。由于亮度很高，铱星闪光非常适合跟漂亮的地景拍在一起，这也是天文爱好者对它情有独钟的主要原因。

查询铱星的闪光预报

拍摄之前，我们先要查询铱星闪光的预报。理论上，在地球上的任何地点都能观测到铱星闪光。简单易用的人造天体过境信息预报网站heavensabove的中文版已经上线，非常适合刚开始接触人造天体观测的爱好者。

在浏览器的地址栏中输入http∶// heavens-above.com/，就可以直接进入中文版网站（图1）。点击首页上“设置”栏目中 “登录”，在弹出的界面中就可以进行注册。推荐大家注册自己的账户，注册后可以添加常用观测地，便于以后使用该网站查询人造天体过境信息。在没有登录的情况下，可以点击首页右上角的经纬度，在地图上选择你的观测地点。对于人造天体过境来说，在不同地点观测到的位置和亮度会有较大区别，因此观测地地理位置的选择越精确越好。选定观测地点后，点击“更新”按钮，就会自动回到首页。此时页面右上角的地理信息已经更新为选定的地理位置了（图2）。我们通过点击“人造天体”栏目下的“铱星闪光”选项，就可以查询到选定观测地未来一周可见铱星闪光的信息了（图3）。

信息表中的第一列为铱星闪光达到最亮的准确时间，为观测地所采用时区的区时，精确到秒。亮度是指铱星闪光最亮时的视星等，当然这里并没有考虑到地平高度对亮度的影响，这也是我们实际看到的闪光亮度时常达不到预报值的原因之一。Heavens-above只给出了地平高度大于10°，且视星等大于1等的铱星闪光预报。高度和方位角给出了闪光最亮时的方位，仅精确到度，作为一般的目视和照相观测这个精度已经足够了。给出的其他信息还包括卫星编号、观测地距离闪光中心线的距离、中心线上观测到的最高亮度，以及闪光时太阳的高度。如果不勾选表格上方的“包括昼间闪光”选项，信息表中给出的都是太阳位于地平线下的闪光，最后一列也都将是负值。

太阳位于地平线下0°至－5°，也就是日落到民用昏影终止前和民用晨光始到日出的时段，虽然太阳在地平线之下，但辉光对天空背景的影响非常严重，就连最亮的恒星也很难用肉眼观测到。此时用相机对天空长时间曝光，天空背景会非常亮，因此不适合铱星闪光的照相观测。较佳的观测时段为太阳地平高度在－12°以下，即航海昏影终之后或航海晨光始之前。所以在选择适合观测的闪光时，我们应该考虑太阳位置的因素。据说在大气透明度极佳的情况下，肉眼有可能直接看到亮度在－8等以上的白昼铱星闪光。虽然经过几次尝试，但笔者至今没有看到过白昼闪光。

图4 某次闪光的详细信息

点击信息表中的闪光时间，我们首先可以在新窗口中看到这次闪光对应铱星的经天图（图6），星图上可以标有对应的时间和最亮闪光位置。鼠标点击相应的位置就可以放大星图，得到更精确的位置和更高的极限星等。星图下方是关于这次闪光的一些详细信息，例如闪光发生时观测地与卫星的距离、观测地与闪光中心线的夹角、具体是哪根天线反射太阳光造成的闪光、闪光时卫星与太阳的张角（图4）。闪光的亮度正是由这些信息计算得到的。页面最下方是谷歌地图模块，闪光中心线用红线标明，图中的位置点为我们设置的观测地（图5）。这个地图非常实用，如果我们觉得这次闪光在之前设置的观测点还不够亮，就可以通过它找到闪光中心线上有合适地景或比较容易去的地点，然后选择合适的交通方式到那里去观测。

关于铱星闪光预报的查询还有其他途径，例如网站calsky，以及“卫星观测指南”等手机app，方法都比较类似，这里就不再冗述。记录查到的闪光信息最快速的方法是用手机直接拍下显示器屏幕，这样也便于随时查询。

图5 某次闪光的中心线和设置的观测地（谷歌地图导航）

图6 某次闪光在观测地的经天星图

把拍摄器材准备好

记录了闪光信息，接下来就要准备观测器材了。前面曾说到，铱星闪光照相观测的器材门槛很低，如果没有数码单反相机，具备全手动设置曝光参数的微单相机和其他数码相机也能派上用场。如果连三脚架都没有的话，想办法将相机稳定地固定在镜头朝向闪光方位的位置上也能勉强拍摄。如果你是第一次拍摄铱星闪光，不要一上来就对自己要求过高，可以先以“拍到”闪光为目标。设置曝光参数时，我们要明确一件事，人造天体移动很快，延长曝光时间对将目标拍得更亮是没有任何帮助的，这点与流星的拍摄类似。要想在相同曝光时间下获得更高的亮度，我们首先要将镜头光圈开到最大，对应的就是将焦比的数值调到最小。如果镜头光圈非常大，可以达到2.8甚至更大，为了提高照片四周像质，可以将光圈开到第二大的档位。拍摄广域星空照片，最好选用广角定焦镜头，如果是变焦镜头，可以调整到靠近广角端的焦段使用。接下来我们要把镜头的对焦模式调整为手动（MF），借助亮星或很远处的灯光将镜头对焦到无穷远。由于观测时间和观测地点的不同，天光亮度会千差万别，因此需要我们在观测前不断调整感光度（ISO）和曝光时间，来找到合适的曝光参数。例如我们可以先将ISO调到800，对天空曝光5秒看看是否过亮。如果天光已经饱和，可以降低ISO，如果画面依然比较暗，就可以增加ISO或适当延长曝光时间。在城市里拍摄铱星闪光时，笔者通常采用2至5秒一张连续拍摄的方法。如果是在光污染很小的理想观测地，ISO800、单张曝光30秒都没有问题。

图7 双闪光，笔者拍摄于北京景山万春亭。当天北京大气透明度很好，顶着月光，冬夜群星也依稀可见。这时两颗分别达到-5等和-3等的铱星闪光相继出现，肉眼看的效果更加神奇。佳能40D相机，镜头焦距10mm，光圈f4.0，曝光时间30秒，ISO400。

可以开始拍摄了

第一次拍摄铱星闪光，建议大家在闪光前20分钟到观测地点进行准备。当架好相机、调整好曝光参数后，就可以进行试拍了。这时你会发现，即使用三脚架固定好的相机，用手按下快门时也极易造成相机的抖动，影响拍摄效果。而快门线不仅可以很好地避免抖动，还能更好地实现连拍。大多数相机都有连拍模式，切换到这个模式后，按下快门线上的快门键向上推就可以锁住，这时相机就会按设定好的曝光参数一张接一张地连续拍摄。在天文摄影中白平衡（AWB）通常会设置为日光，拍摄铱星闪光也是如此。

观测铱星闪光需要精确到秒的准确时间，当下很多智能手机都有可以准确获取时间的App，例如iPhone中的Astroclock。如果没有这样的软件，可以用手机拨打报时台电话12117，这个台会每10秒报一次准确时间。

在闪光到来前的最后两分钟就是观测的最后准备阶段。此时应该检查相机设置是否已切换到连拍模式，焦是否调好。然后观察闪光附近天区，看看是否能看见铱星。在闪光前15秒左右就可以按下并锁住快门进行拍摄了。而我们此时要做的就是用肉眼欣赏铱星闪光。闪光达到最亮后会很快暗下来，大家不用立即停止拍摄，建议再拍20秒左右。因为在少数情况下，可能有预报中没有的闪光相伴出现。这可能是一个失效的铱星产生的闪光。一些卫星虽然已经失效但还会留在轨道上。它们不能保持正常的姿态和轨道，但依然能够像正常的卫星一样产生闪光，而Heavens-above缺乏对这类闪光的预报。所以多拍一会儿可能会有惊喜。

拍摄的照片可以用简单的叠加软件Startrails来处理，合成一张图片。在图中我们会发现铱星有很短的间断，这是由连拍的间隔导致的，通常不用去理会它。如果你非常追求完美，可以用PhotoShop的画笔将间断连上，但这样虽然好看，却有过度处理的痕迹。