中国空间站“土”字结构凌月.pdf

大学科普科普创作Popular science creation702023 年第 2 期2022 年 08 月 14 日凌晨，重庆天文学会组织会员以及天文爱好者在重庆市渝北区观测中国载人空间站凌月。为了一睹中国自己的载人空间站风采，我们天文爱好者不顾疲困，坚持守候，在凌晨 4 时 26 分 23 秒，激动人心的时刻终于来临中国空间站从月面准确凌空飞过，用时仅 0.72 秒。在 8K 相机拍摄的画面中，可以清晰观测到中国空间站的天和核心舱与问天实验舱组成的“土”字形结构，并与月球表面的静海、第谷环形山等区域合影。早在 8 月初，我们团队就已经在天文专业软件上查询到本次凌月事件预报，并且注意到本次中国空间站凌月事件的凌月带恰好要划过重庆市渝北区，于是将本次事件报告给重庆地区的其他天文爱好者们。大家一致认为：应该抓住机会，争取记录这次中国空间站凌月事件。经过集体研究讨论，组建的“中国空间站凌月观测小队”正式成立。组员各自分工，有测重庆当天天气预报的，有选观测地址的，还有准备器材、观测计算、宣传及后期制作的，大家共同努力力争圆满完成本次观测任务。不同的人造天体（卫星、空间站）所在的轨道高度层不同。由于地球大气层在中国空间站轨道所在的高度（距地表 400 千米）仍然存在稀薄的大气，所以空间站在运行时会受到稀薄空气带来的阻力而减速，其轨道也会随之逐渐下降。每过一段时间，空间站还需要启动发动机“加速”来应对这样的轨道变化。因为中国空间站凌月的时间仅有0.72 秒，而可以观测到空间站凌月的范围也仅有 1.5 千米左右，所以在观测前必须时刻追踪最新的预报结果，确保选点、时间准确，避免因为空间站轨道发生变化而“扑空”。记录空间站凌月的另一个难点是：中国空间站的“个头”比较小。根据我们团队的计算，本次空间站凌月时视直径仅有大角 8 秒，必须使用更长焦距的望远镜搭配更高像素的记录设备。而即便是采用焦距 2100mm 的望远镜搭配8k 分辨率的视频记录，中国空间站仅有 2010 像素左右。同时，为了确保这 0.72 秒的观测万无一失，团队还准备了2 套备份设备同时进行记录。在傍晚太阳沉入地平线下 1.5 小时以内或清晨太阳从地平线升起前 1.5 小时内，由于空间站所在的高空能够被阳光照亮，而肉眼可见，观测会相对容易。而本次观测由于空间站也尚未被太阳照亮，所以整个观测过程全部依赖于精确的预报和准备。8 月 13 日晚，重庆的天空万里无云，根据最新的凌月预报，观测团队最终选址在重庆市渝北区金桂路的照母山。8 月 14 日凌晨 2 点 30 分，观测团队相约观测点，架设、调试设备完成，静待凌月发生。4 时 25 分，三套设备对准月面，大家屏气凝神，检查好了各项参数，等待着中国空间站飞向月面。“倒计时 1 分钟准备！”随组员口号的报出，摄影设备开始记录。“5、4、3、2、1凌月！”所有人紧盯设备屏幕，现场一片寂静。又过了大约 10秒，观测现场逐渐嘈杂起来：“录到了吗？”“我没有看到，你们记录到了吗？”“预报应该无误，天宫应该已经飞过去了”中国空间站“土”字结构凌月China Space Station Lingyue中国 重庆 重庆大学天文学社 刘睿哲图 1 中国空间站凌月同位素热源（radioisotope heat source）：放射性核素发射的带电粒子和 辐射，与物质相互作用，最终被物质阻止和吸收，射线的动能转变为热能，吸收体温度升高，利用这一特性将放射性核素制备成的放射源。【科学名词 核科学技术名词】大学科普科普创作Popular science creation712023 年第 2 期大家的心变得忐忑起来，并不能确定本次是否真的记录到了空间站凌月过程。“检查视频，一帧一帧的放大寻找！”大家开始仔细在每帧画面上寻找空间站的影子。“找到了！确定录到了！”随着大家仔细寻找，终于在 8k 摄影机的画面中找到了天宫空间站的影子，“土”字结构清晰可见。我们悬着的心终于放下来：“这应该是首次在重庆记录到中国空间站凌月！”观测完毕后，我们将整个过程以图片、视频的方式完成记录，央视新闻频道、人民日报、人民网、华龙网、中国天文学会、重庆天文学会等全国众多媒体报道了：中国空间站“土”字结构凌月。图 2 中国空间站凌月（局部）图 4 观测小队成员图 3 中国空间站经过月球第谷环形山钚-238 同位素电池（plutonium-238 radioisotope battery）：以钚-238 同位素热源为热能来源，利用热/电转换等方式制备成的一种电池。【科学名词 核科学技术名词】责任编辑：李轻舟