阿波罗登月照片里为什么没有星星?

阿波罗登月照片里为什么没有星星?

其实,整个阿波罗登月计划的6个登月点,全都选在了月球正面。

月球正面、反面?又是如何区别的?

因为地球对月球具有强大的引力效应,强大到能够死死地锁住月球的一面,永远朝向地球的这一面,就被称为月球正面。相反,背向地球的另一面就叫月球背面。这种效应也被称为潮汐锁定。

那为什么要选择正面登月呢?因为朝向地球的正面,相对于背面来说,环形山较少,存在大面积的月海(看起来较暗的月表低地),表面更平坦些。无论是着陆、探测、科考,从登月宇航员角度衡量,无疑安全系数更高,成功系数更大。

现在我们知道了阿波罗计划的登月点都在月球正面,那么意味着什么呢?这意味着:①登月宇航员不仅可以看到地球,还能拍摄到地球。眼力好的人甚至能够大致分辨出各大洲、大洋的轮廓。②来自地球的反射光,能够直接照射到月球表面,使得那里的光亮度极强。这又意味着什么?会对宇航员拍照造成什么影响?后面会细说。

▲从月球上看地球,要比在地球上看月球,差不多大四倍。

▲这张照片是1968年美国宇航员,在阿波罗8号飞船上拍摄的。地球正从月球地平线升起。

从月球上看地球升起,学名叫「地出」,虽然只在一个很小的天区里徘徊,但往往长达48小时!要知道我们在地球上看日出或者月出,往往不过两三分钟而已。

▲阿波罗17号登月宇航员、地质学家哈里森·施密特,在一面美国国旗旁,旗帜上方正好指向地球。

关键问题来了,为什么登月宇航员能够清晰地拍到地球,却拍不到星星、银河呢?不是说月球没有大气层,更没有雾霾,在没有任何遮挡的情况下,应该看到/拍到满天繁星、银河玉带才是呀?这是为什么?

严格意义上说,月球也有大气,只是太稀薄了,总质量大约只有10吨,这相当于一艘阿波罗登月飞船着陆时释放的气体总量。

当然,正是因为月球几乎没有大气,才导致——无论是太阳光,还是来自地球的反射光,都能100%直接照射到月球表面,使得那里的光亮度极强。那么到底有多强?

▲有图为证。这是阿波罗12号宇航员在1969年11月14日拍摄的月球表面场景。照相机镜头正好迎着太阳光,是不是让你觉得很刺眼?

当然,这其中也有部分原因是照相机为了能清楚拍到月表,让太阳曝光过度。但不管怎么说,月球上的太阳光还是够足的!

再看看来自地球的反射光——我们不妨叫它「地光」,这种地光远远强过地球上的月光,亮度大约是月光的50倍。

所以呢,太阳光+地光,在这种强光条件下,登月宇航员要想清晰地拍出在月球上的场景,只能把照相机设置到强光模式。因为只有在强光模式下,相机进光量减小,也就是曝光量减小,这样才能拍清楚强光下的主体。当然,这会不可避免地造成旁边相对暗弱的物体,拍不清甚至拍不到。结果导致——在照相机强光模式下,月球天空中那些微弱的星光仿佛消失了一样。

要是你还不太相信的话,我们不妨再看看一组拍摄实验。

下面采用一款尼康D200数码单反相机,拥有Sigma 28-300mm变焦镜头和偏振滤镜。相机设置一直保持不变:感光度为ISO 400,光圈为f/10,变焦为28毫米。

唯一改变的只是快门速度:从1/400秒到30秒不等。这是为了我们的拍摄主体:白天场景/夜晚场景/金星/日光灯——四种光亮度反差极大的主体,分别都能让相机拍清楚,只能改变参数——曝光时间。

一组照片胜过千言万语。当我们在相机同一种设置下,拍摄结果很明显:要么只能拍出白天场景,而忽视夜晚场景/金星——漆黑一团;要么拍出清晰的金星,忽视其他三种主体——抹杀一切。

▲1971年7月31日,阿波罗15号登月宇航员大卫·斯科特手持哈苏500 EL/ M相机。

让我们再回到阿波罗登月现场——当时,NASA给宇航员配备的是哈苏500 EL/ M相机。宇航员穿着厚重的太空服、戴上厚厚的手套,几乎不可能精准地调焦调光圈,也按不下快门。

NASA为了解决这一问题,让设计部门把快门键放大,光圈也被改装成只有四个选项,并把哈苏相机固定在太空服上,拍摄模式被简化成——推高相机、调焦、按下快门(那时还没有自动对焦更没数码相机呢)。这样,登月宇航员们才拍出了流传至今的登月照片。

▲哈苏500 EL/ M相机

但,就算再顶级的相机装备也不能「鱼和熊掌兼得」,不可能同时既拍到登月近景,又能拍到星空背景!这是由照相机作为一部机器本身决定的——物理学中的第一性原理无法消除。

尽管登月宇航员仰望星空,为浩瀚星辰而叹为观止,但也无法拍出「满天繁星与登月场景一图并举」的震撼效果!

结尾放图,来自真实世界的真正震撼——阿波罗17号宇航员拍摄的月表全景——

来源:三体引力波返回搜狐,查看更多

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