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天天讯息:博士追星记:扛几百斤设备跑遍大半中国,用望远镜记下中国空间站变大过程
2022-10-27 18:17:57 来源: 大河报网
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大河报·豫视频记者 陈曼

受访者供图


(资料图片仅供参考)

“影像的意义在于记录,谁来记录中国空间站的成长和变化?如果没有人做的话那我必须得去做!”——刘博洋

今年4月份,#天文爱好者拍到中国空间站高清影像#的话题被国内各大媒体争相报道,刘博洋也成为国内拍摄中国空间站清晰影像第一人,他并没有自此停止。

10月16日,一段名为《天宫变形记》的视频再次出圈,刘博洋在不间断拍摄中国空间站五十多次后,空间站各种构型被清晰记录,从“土”形到“L”形,每一个变化尽收眼底,真实见证空间站的“长大”。

刘博洋是谁?他为什么要拍中国空间站?

自信大男孩:没拍之前我就知道自己能拍到

“我在一行代码还没写的时候,我就跟别人说‘我能干这事’。”刘博洋说。

刘博洋今年32岁,毕业于北京大学物理学院天文学系,于西澳大学国际射电天文研究中心取得天体物理博士学位。刘博洋从事天文科普十余年,是小有名气的天文类博主,自称是一名“天文八卦学家”。他酷爱天文摄影,各种天文现象、火箭发射拍摄等都是他深耕的领域,多次挑战高难度拍摄,中国空间站的拍摄就是他自己编写程序,用自主研发光学跟踪技术拍摄成功的一个案例。

10月21日,刘博洋向大河报·豫视频记者介绍自己拍摄中国空间站的过程,自信坦言:“我在一行代码还没写的时候,我就跟别人说‘我能干这事’。”结果证明,这位天文摄影师做到了。

刘博洋两年前就有拍摄空间站的想法。在他之前,早就有国外天文摄影大神拍出国际空间站的精细影像,而国内鲜有人能做到类似程度。2020年开始,刘博洋试图使用美国一华人程序员编写的软件,发现该软件已停止服务和更新;2021年,刘博洋又找到另一名作者开发的软件,并购买了和开发者一模一样的设备,使用时出现软件崩溃、相机连接等问题,实际无法使用。

今年3月,刘博洋又打听到国内一个厂商正在开发空间站跟拍软件,因该购买该软件要花好几万只能作罢。

痛定思痛,3月17日,刘博洋决定自己编写程序,开发追踪拍摄空间站的软件。仅一个月,由刘博洋、龟龟、王卓骁3人组成的小团队成功拍摄到中国空间站。

刘博洋

经历5次失败,3人小组成功抓拍中国空间站

“我要是现在就觉得我都三十老几了,已经过了能当程序员的年龄了,我这辈子就废了,我以后再也别想自己开发任何东西。”

自3月18日起,刘博洋开始高强度写代码。

编写代码期间,刘博洋经常通宵达旦,“博洋还活着吗?”是团队小伙伴担心又心疼的问候。

担心其身体状况,小伙伴建议雇一个程序员,对此,刘博洋回复:“我觉得应该保持一个编程的感觉,并且不断发展自己编程的技能。因为总体来说技能是用进废退的,就是啥事我要是琢磨可能也就琢磨会。我要是现在就觉得我都三十老几了,已经过了能当程序员的年龄了,我这辈子就废了,我以后再也别想自己开发任何东西。”

编写程序的第三天,也就是3月20日,刘博洋就开始了第一次尝试,因为望远镜方向指向错误,啥也没拍到。刘博洋总结:“不能依赖可能有误差的轨道根数,更不能依赖绝对会发抖的人类肌肉。”

这次失败后,刘博洋很快改变策略,另一个想法在他脑海里快速酝酿成型:既然空间站不根据我算出的轨迹走,那它走到哪儿,我就跟到哪儿。“光学识别追踪”拍摄法由此而来:通过自动控制程序,让跟踪装置自动识别出空间站,然后捕获、跟踪、拍摄。

第二套方案的执行并不顺利,但每一次失败都离成功近了一点。

3月23日,中国空间站过境,刘博洋再次尝试,因对新相机不熟悉,导致实际拍摄时相机对不上焦,只能看着空间站划走。

3月27日,第三次试拍,寻星镜未能捕获目标,落寞收场。

3月31日,第一次“尾随”空间站成功,但“抓捕”失败。

4月2日,第一次成功“抓捕”,但校准数据丢失。

在一次次失败中,复盘分析存在的问题,不断总结、修正、完善算法,寻星镜、赤道仪、相机和望远镜在刘博洋的手中越来越顺手。

4月3日,也就是项目启动17天后,由刘博洋编写的程序拍摄到400公里外国际空间站细节。此时,距离中国空间站再次过境北京还有16天。

在等待中国空间站再次过境期间,刘博洋发现之前拍到国际空间站的脚本有个致命的错误,望远镜导向不同方向时,相机X、Y轴指向不同,这会导致望远镜有时不仅不会跟踪目标,还会背离目标而去。“此前稀里糊涂拍成功国际空间站,属于瞎猫撞上死耗子。”刘博洋说。

将这一个错误修正后,刘博洋的程序更加稳定。4月19日,中国空间站过境河北-山东一线,天气晴朗,刘博洋一行驱车3个小时来到河北衡水郊外,一行人搬运设备,组装相机,调试设备,从晚上8点等到第二天凌晨4点,中国空间站如约而至。

漆黑的夜空中,空间站闪着光芒以每秒约1度的速度从空中划过,寻星镜捕获到了这一光点,赤道仪应声而动,望远镜紧紧跟住,中国空间站稳稳地出现在了刘博洋的屏幕中央,空间站的细节清晰可见。此时天舟对接在天和核心舱的后向对接口,刘博洋称自己有幸拍到了这个绝版构型。2天后,刘博洋再次拍到中国空间站,天舟三号已经绕到了天和核心舱的前向对接口,自此,这个“太空预制板房”建设过程记录在刘博洋的镜头下。

刘博洋和同事搬运设备

辗转各地,记录中国空间站建设过程

海南、陕西、广州、嘉峪关,再回到北京,中国空间站每一个月甚至每一天都在变化,为了尽可能多的拍到空间站的不同构型,刘博洋一行人只能用脚力追逐。

“空间站建设分两个阶段,一个是技术验证阶段,另一个是建设阶段。从天舟四号,也就是从5月10日,才是中国空间站的建设阶段。之前我漏了天舟二号、天舟三号和天和核心舱的分离,等我拍到的时候,就只有天舟三号和天和核心舱。等于说我是建设阶段全程记录,但不是整个空间站的全程记录。”刘博洋说。

“4月19日,天舟三号对接在天和核心舱的后向对接口,这是第一个构型;4月21日,天舟三号在天和核心舱的前向对接口,这是第二个;5月16日,天舟三号在前向对接口,天舟四号对接在后向对接口,第三个;第四个是6月12日,神舟十四对接在径向对接口;7月20日,天舟三号离轨,拍到了一次凌日的中国空间站,这时只有天和核心舱、天舟四号接到天和核心舱的前向对接口,六个了;这之后都是‘土’字构型;10月11日到18日这段时间,拍摄到‘L’型,就是问天实验舱转位到侧向对接口,现在七种了。”刘博洋介绍目前已拍摄到的中国空间站的七种构型。

接下来,梦天实验舱、天舟五号、神舟十五号将陆续升空,年底,中国空间站将成长为完全体。

对于接下来的每一个构型,刘博洋都了然于心。“11月1日,梦天实验舱对接到天和核心舱的前向对接口,这时候问天实验舱已经到了侧向对接口,相当于梦天、天和、天舟连成一线,问天在一侧,长横短竖相当于一个扁‘T’(长横:梦天、天和、天舟,短竖:问天),这是第八种构型;随后11月3日,梦天转位,扁‘T’会变成大‘T’,这时梦天、问天对称,这是第九种;这个时候天舟四号会离轨,然后就变成了短‘T’,梦天问天对称,只有天和没有天舟四号了,这是第十种;然后天舟五号再上来,再变成一个大‘T’,跟前面一样,只是舱段不一样,构型一样,这个就不说了,之后神舟十五号上来之后,它对接在天和的前向对接口,这是第十一种构型,那么今年的构型就告一段落了;如果神舟十四号离轨,神舟十五将有一段时间在前向对接口,跟神舟十四在径向对接口的时候也不一样,这样一共十二种构型。”刘博洋介绍今年即将出现的中国空间站的五种构型。

受访者供图

带近400斤设备追“星”,计划建设自己的天文台

空间站过境时间不固定,有时在白天,有时在凌晨,作息常常被打乱,昼伏夜出成为常态。

作为中国空间站忠实粉丝,刘博洋不想错过空间站的任何一个构型,有时候为了抓捕一个构型,需要驱车数小时或者长途跋涉辗转各地,五十多次拍摄,每次都不是轻车上阵。

刘博洋的助理龟龟介绍,每次拍摄都要带两个大箱子,如果是异地拍摄,要算好时间提前将设备邮寄,等到地方之后再租车去取。这两个箱子加起来有200多斤,里面装的主要是望远镜等拍摄设备。龟龟说现在更多了,因为望远镜由11寸升级到了14寸,将近200公斤。

团队合影,左起王卓骁、龟龟、刘博洋、阿航(升级14寸望远镜后加入),受访者供图

龟龟介绍搬设备不值一提,每次调试设备才是最繁琐的。因为拍摄的地方不固定,设备重新组装,加上调试,需提前两到三个小时到达拍摄地。“即使准备得再好,如果天晴,但是视宁度不好,那还是(拍)不好。”龟龟介绍拍摄空间站对环境的要求很苛刻。

因为拍摄地常常在郊外,有时候风很大,龟龟说只能吹着硬抗。每次拍摄完,刘博洋习惯现场处理数据,常常要花费个把小时,龟龟觉得很无奈:“没拍到的时候吹着寒风在那里还行,拍完了,明明可以回工作室再看,但他等不急,想处理出来看看今天拍的怎么样。”

刘博洋在社交平台的视频几乎都是龟龟负责剪辑运营,她对刘博洋的日常工作十分了解。龟龟介绍,因为现在每次拍摄都要调试设备,刘博洋计划在全国各地建固定的天文台,配备人员,这样就不用带着设备各处跑了,但这个计划啥时候能实现龟龟心理也没底。

龟龟介绍拍摄中国空间站都是他们自费,她没有算过花了多少钱,但他们这个团队并不富裕。“我觉得跟他一起共事不是为了挣多少钱,不是计较干了多少体力活,或是说自己废寝忘食拍摄、剪辑。我觉得更多的收获是你真的在探索,在仰望星空,而且不只是仰望星空而已。”

刘博洋在自己的社交平台介绍自己的设备大多是租的、借的、讹的,自己花钱买的很少,他说自己“很穷”,也曾因为“穷”受挫。在第一次拍摄中国空间站时,他的照片被媒体称为最清晰的中国空间站影像。而仅仅一个月后,以色列一位大神拍摄出更清晰的照片,刘博洋赞那张照片像“在空间站10米外拍摄的”。

国外天文爱好者拍摄的高清中国空间站,图片来源网络

归根结底是别人的设备更高端。龟龟问他为什么还要坚持?刘博洋答:“我们为什么要爬最高的山,为什么要飞跃大西洋,为什么要登月,不是因为它容易,而是因为它难。每一代人都有每一代人的使命,前一代的中国航天人把空间站造出来了。我们这一代虽然年轻一点,稚嫩一点,人家造都造出来了,我们拍还拍不着吗!”

龟龟又问拍出来的意义是啥?

“影像的意义在于记录,每一个历史时刻历史事件都应该有人记录,谁来记录中国空间站的成长和变化?如果没有人做的话那我必须得去做!”刘博洋说。

来源:大河报·豫视频 编辑:游晓鹏

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