聶海勝問劉伯明看到滿天繁星了嗎?艙外星空如何?和地面很不一樣

在外

太空

能看到滿天繁星嗎?這是個有趣的問題!7月4日上午,我國

空間站

駐守的航天員首次執行出艙任務活動,航天員

劉伯明

首先從節點艙出艙進入外太空,接著湯洪波也出艙了,在空間站內配合他們工作的聶海勝問說:有沒有看到滿天繁星?看央視的影片直播中劉伯明貌似沒有顧上回答這個問題,所以我們也不清楚他和湯洪波到底能不能看到,那麼問題來了,在地球的外太空到底能不能看到滿天繁星呢?

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在地球上,只有漆黑的夜晚才能看到滿天繁星,但是在早晨日出之前和傍晚日落時分,有時也是可以看到金星和木星等特別明亮的星辰的,所以能不能看到星辰,首先要看它夠不夠亮。太陽本質上也是一顆星辰,只是它與地球的距離很近,而且發出的光極亮,對地球的光照作用遠超其它星體,白天的時候,我們生活的地表環境就籠罩在它的光輝裡,而太陽光又能在地表反射和在大氣層中折射、散射和衍射等,吸收部分太陽光的大氣層使得地球表面很明亮,微弱的星光完全被強烈的太陽光所遮蔽,所以就看不到星光了;但到了晚上,地表不再被陽光籠罩,強光源消失,暗夜背景下,比太陽光微弱得多的星光也能被我們目睹,於是就可以看到夜空中的滿天繁星了。

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那麼在太空中的空間站外面會如何呢?太空環境與地球表面不一樣的是,整體環境不會像地球表面的白天這麼亮,但是太陽看上去要比在地球上更亮,因為沒有大氣層的阻擋,陽光幾乎是百分百照射到航天員所處的位置,又由於沒有大氣層對陽光的散射等作用,所以只有太陽及太陽周圍部分割槽域看上去非常明亮,另外還有地球表面、大氣層、空間站外壁的反光作用,靠向太陽和這些地事物的區域會十分明亮,其他部分會漸漸過渡到黑暗,但在背向太陽等事物的一側看上去則是很黑暗的,天幕上的星辰就會在明亮向黑暗的過渡中漸漸顯現出來,在背向上述事物的一側,大部分天幕中看上去就都會有星辰了。

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上圖為國際空間站宇航員艙外活動時情景,右上方貌似有一顆星辰。

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上圖為國際空間站出艙口拍攝的艙外景象,屬於背向太陽等光源的一側,天幕區域中就出現了很多星辰。

而我國航天員劉伯明從天和號空間站的節點艙出艙時,可能由於陽光太強,他還驚歎說外面“太漂亮了,老亮了”,在影片直播畫面背景中並沒有看到星辰,至於當時他有沒有看到,由於他沒有說,所以也不清楚。個人認為背向光源的一側的天幕中是有星辰的,劉伯明和湯洪波應該也是能目睹到的,只是由於乍見窗外太空景象,沒顧上回答聶海勝的問題;而空間站外全景相機在當時的光照條件下無法感知微弱的星光,或者是沒有調到能感知星光的感光度上,所以影片直播背景中也沒有出現星辰。

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但空間站在地球外太空執行的位置又是不一樣的,而且是時刻都在變化,上面只是說了空間站在陽光照耀狀態下的情況,實際上空間站在太空中飛行的速度非常快,每96分鐘就在其大約400公里高的軌道上圍繞地球執行一週,或者說空間站每一個半小時零6分鐘就會經歷一次日出和日落,所以在太空站上是可以頻繁地感受到白天和黑夜景象的,在地球上的一天時間中,空間站上會經歷15次日出和日落,如果以它的日出日落也算一天的話,那麼地球表面上的一天時間就相當於它的半個月了。在劉伯明和湯洪波在太空艙外執行任務的7個小時中,他們一共經歷了4。4次晝夜交替的過程。

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如上圖,在空間站與神舟12號飛船的模擬對接景象中,背景中就出現了一些星辰。

在陽光照耀的白晝狀態下,背向陽光和反光事物的一側能夠看到一些較亮的星辰,而當空間站執行到地球擋住太陽光的一側時,或者說空間站經歷黑夜狀態時,如果空間站外沒有燈光輔助,那會比地球表面的夜晚還黑,想看到滿天繁星是很輕鬆的,所以這個時候只要背向空間站和地球,就會入目皆是星辰了。

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上圖是空間站經歷黑夜時分的景象,遠處暗紅色光湖是地球大氣層,大氣層上方就有一些星辰。

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上圖為2015年8月9日國際空間站的一名宇航員拍攝的長時間曝光的夜空影象,可見不僅能看到無數的星辰,甚至連銀河系都清晰可見。

不一樣的是,我們在地球上看夜空中的星辰彷彿都是在一閃一閃地眨眼睛,這是因為星光透過地球的大氣層時發生了折射,而大氣又是流動的,密度和溫差也會不停變化,所以透過大氣層的星光強弱也會變化,看上去就像是閃爍著眨眼睛了。但是在太空中沒有大氣層,就不會出現這種現象,星光看上去是恆定不變的,而且由於沒有大氣層的減光作用,星辰也會比地球表面看著更明亮一些,數量也會更多一些,總之滿天星辰的景象是要比地球表面看上去更壯觀的。

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參考資料:

《環球網》7月4文章《太空裡的浪漫一問:有沒有看到滿天繁星?》

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