2021 年 7 月 21 日，几内亚湾，夹杂潮湿水汽的西南季风并未停下它奔赴北非大陆的脚步。在进行了自行车冲刺间歇锻炼、肌维度、环控维护、神经肌肉训练等活动后，航天员汤洪波回到自己的卧室，拍下了这张照片。航天员汤洪波 摄
能够在 300 公里外的太空，航拍我们的地球家园，这是多少摄影家遥不可及的梦想。近日，中国载人航天工程办公室官方发布了一组 7 张神舟十二号航天员在中国空间站拍摄的高清影像图。
不论是透过舷窗拍摄的地球，还是在太空看到的北京城市夜景，着实让影友惊呼震撼和自豪。

2021 年 8 月 13 日，印度洋上的天气依然多变，在完成了舱内机械臂操控训练后，汤洪波与他的两个小牛玩偶一同等待前方祖国的大美河山。航天员汤洪波 摄

“太空影像”一词也越来越多的被媒体及影友提及。中国进入空间站时代后，航天员们除了在太空里的国家实验室从事繁重的科研实验工作之余，还积极开展影像创作的实践，加之空间站舱内舱外设置的多个固定摄像头以及出舱航天服头顶上的移动摄像机，为我们了解航天员的太空生活欣赏美丽的太空景象提供了一个崭新的视角。
有了航天技术的赋能和航天员在太空开展摄影创作实践，太空影像的新时代离我们越来越近。
01
概念探讨：
太空影像的门类界定
太空影像，是利用各种高分辨率卫星及航天遥感手段，或者航天员在太空中拍摄到的图片及视频，太空在距离地球海平面 100 千米以上的高度，对地球及宇宙风光、航天器、航天员的太空工作生活及其透射出的人文内涵等元素进行的视觉呈现。
从摄影门类划分，太空影像可属纪实摄影和风光摄影的范畴。广义的太空影像，泛指所有在太空中拍摄到的影像，而狭义的太空影像，就特指航天员在太空中能够拍摄到的影像。


这是我国高分二号卫星拍摄的位于鄱阳湖主湖南部的南矶山湿地国家自然保护区高分辨率影像图片。卫星从 600 千米轨道高空对地成像，图像纹理清晰、色彩丰富，再现了南矶山湿地生态资源多样以及人与自然和谐共处的美好画卷。
在没有载人航天工程航天员奔向太空之前，我们能看到的太空影像大都是来自像高分系列、资源系列等遥感卫星拍摄传回并解译的航天遥感影像。按工作波长不同，航天遥感影像一般分为可见光遥感、红外遥感、多光谱遥感和微波遥感等。


航天员聂海胜站在机械臂上与地球“合影”。
不论是地球、地面，甚至是地表以下的物质，都逃不过“天眼”的火眼金睛。然而，“太空摄影”只是遥感卫星的“副业”，卫星影像在地理测绘、国土资源调查与利用、环境监测、海洋及气候气象观测等领域都有着非常广泛应用，服务国民经济造福百姓生活。
载人航天工程大大拓展了我们获取太空影像的手段，也极大丰富了太空影像的内容。通过航天员手持的照相机、摄影机以及中国空间站上安装的固定相机，我们不仅可以看到航天员太空生活的纪实影像，还领略到了地球环境及地物风光、自然天象、宇宙星系、航天器工程和舱外拍摄的太空人像等丰富的太空影像内容。这为我们系统研究太空影像提供了更多可能。
02
考验技艺：
太空拍摄的特殊环境
要想在太空拍摄，可不是一件简单的事情。既需要适应太空环境的拍摄设备和摄影技术，同时也需要良好的拍摄时机和运气。
首先，太空摄影要经受
 200 多摄氏度的温差以及空间辐射等考验。太空接近于绝对真空，没有介质存在。空间站舱外有光照时，直射温度可高达约 120 
摄氏度，在没有光照的时候温度可低至约 -100 
摄氏度。暴露在空间站舱外的相机必须采取温控和防空间辐射的技术设计，保证相机及元器件的可靠性和灵活性。


位于天和核心舱外的固定全景摄像机拍摄到的第二次出舱活动中，航天员刘伯明、聂海胜再次同框的影像。
其次，航天器运行的轨道位置相对固定，可供拍摄的舷窗及舱外机位角度相对受限，加之运行速度较快，对拍摄手法提出更加苛刻要求。中国空间站的轨道高度在
 380～400 千米左右，飞行线速度约为 7.8 千米/秒，约合 2.8～2.9 
万千米/小时之间。使用长焦镜头拍摄地面的时候，要保证足够的快门速度才能够不拍虚。空间站每天要绕地球转 15 圈半，大约每 1 
个半小时，航天员们就要经历一次日出与日落。地球风光影像转瞬即逝，宜采用大光圈高感光度短时间曝光的拍摄方式，或者采用慢门长时间曝光来表现出航天器在太空运行的动感。
第三，太空拍摄受光照、天气以及大气云层条件影响制约，需应对好极亮、极黑高反差的曝光环境。太空中没有大气，光线不会折射，拍摄的宇宙背景天区是完全纯粹的黑色。当太阳照射在地球云层、海洋或空间站和航天员身上时的光线极强，拍摄出来的画面又会是毫无层次的惨白。这就需要在大光比的曝光环境下，根据拍摄主体来取舍曝光。如果要想在黑色的宇宙背景下拍摄到星光，就只有当空间站飞行到地球的阴影时，在足够的曝光时间下才能捕捉到足够的星光。


2021 年 8 月 24 日晚上 9 点 41 分，太平洋上空，核心舱组合体的太阳能帆板如同引领中国航天迈向浩瀚宇宙的指针，指向更遥远灿烂的未来。航天员聂海胜 摄
最后，太空失重环境给航天员操作相机造成一定的难度。航天员聂海胜曾说：“在太空拍照很不容易，得用胳膊支在某个固定物上来支撑身体。拍摄的时候，常常是一只手拿摄像机，另一只手拿照相机，而双脚往往飘在空中。”

航天员在失重状态下拍摄，不会感受到器材的重量，即使是沉重的相机和镜头都可以随意拿起、放下，并且航天员可以以任何姿势拍摄影像。但是，失重带给航天员的困难是把持相机的稳定性。航天员的心跳甚至血液流动到手指时带来的抖动也会对手持相机的稳定性造成一定影响，国外航天员有的还专门设计了特殊的穿戴装置，通过操作连杆来调节相机从而避免抖动。


2021 年 8 月 24 日晚上 9 点 29 分，当核心舱组合体划过北京上空时，聂海胜拍下了这张北京夜景。照片右侧那颗金光熠熠的“星星”就是北京大兴国际机场。航天员聂海胜 摄
03
未来可期：
太空摄影创作的无限可能
我们对太空充满无尽想象，未来，在太空中进行摄影创作也充满着无限可能。
在地球风光类的摄影创作方面，航天员可以从陆地、海洋、冰川、城市、日出日落、气象云图、闪电雷暴等兴趣点中选取一个，从色彩、线条、像形、纹理、光影等方面开展风光大片创作。如果能恰好遇到流星雨、极光、日食等特殊天象，更能为太空风光影像增色不少。


2021 年 7 月 30 日，航天员汤洪波拍摄到了北非大陆上万家灯火的盛景，宇宙中的繁星与地球上的灯光交相辉映，共同演奏出了一首和谐的生活乐章。航天员汤洪波 摄
在太空纪实类的摄影创作方面，航天员不仅可以拍摄大量在太空失重环境下，舱内实验工作生活与在地面不同的特殊影像，突出人性情感，也可利用出舱机会拍摄到航天器在太空中的运行状态，表现大国重器。
甚至在安全条件下，创作航天员的太空人像作品，树立中国航天员和平利用太空，为造福人类贡献中国力量的正面形象。利用好太空影像这一生动手段，将其作为航天高科技与公众沟通的桥梁，科普航天知识，满足公众好奇心，激励国人特别是青少年仰望星空，不断探索宇宙未知奥秘的梦想。


神舟十二号航天员乘组完成全部出舱活动。
除了航天员在空间站开展的影像创作之外，后续我国还计划发射 2 米口径、具有 25 亿总像素的巡天太空望远镜，视角是哈勃太空望远镜的 300 多倍，可帮助我们去获取大量深空影像，了解宇宙中最令人振奋的东西。
有了这台专业的太空影像“利器”，我们把整个宇宙的全景高清图像装进人类硬盘里的梦想，也许终究有一天会实现。


文 / 李阳

国家航天局新闻宣传中心处长，高级工程师，中国电视艺术家协会会员。十余年致力于航天文化传播工作，多次参与中国航天重大型号宣传任务，策划组织了多部航天题材影视剧创作工作。作品多次荣获国家级奖项。
中国载人航天工程办公室官方发布神舟十二号航天员第二批在轨拍摄的高清图片。如同PS调色的红色湖水、来自大西洋的最后一滴眼泪、时隔九年再见的“曲线”。今天，“壮美地球”专辑，航天员刘伯明与汤洪波在中秋佳节之前，带你领略这世界的大好河山。


航天员刘伯明 摄
世界第二大的咸水湖——乌鲁米耶湖，在 7 月的高温下，水分加速蒸发，水中的盐生杜氏藻产生胡萝卜素使整个乌鲁米耶湖呈现出迷人的锈红色，被白色盐滩包围的湖泊尽管美的令人心醉，但这红色却是她在干涸威胁下的呼救


航天员刘伯明 摄
在新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州上空，航天员刘伯明看到的新疆大地苍茫浩渺。天山山脉上，来自大西洋的水汽在这里停下脚步，凝结成冰川，再融化为涓涓流水，滋养了天山以南，塔里木盆地里的戈壁沙漠。天山以北，“大西洋最后一滴眼泪”赛里木湖点缀在准噶尔盆地中，如同蓝天在水里安家，这澄澈的蓝美得叫人无暇他顾。


航天员刘伯明 摄
在太阳翼帆板与深邃宇宙所构成的夹角中，一条碧绿的玉带温柔的铺在亚欧大陆上，这是“世界第四长湖”巴尔喀什湖，中国新疆的伊犁河自南而北注入巴尔喀什湖西部，使这条“中亚玉带”呈现出西淡东咸的一湖两水现象。照片左下角，深不见底的伊塞克湖如同一颗蓝色的宝石深居在亚欧大陆的中心，一旁的雪山紧紧环绕，小心翼翼地将这美丽的湖泊从高原戈壁中轻轻托起。


航天员刘伯明 摄
在亚美尼亚传说中，英雄哈伊克在美丽的凡湖和阿拉拉特山脚下为他的子民赢得属于他们的土地。从太空俯视安纳托利亚高原上的凡湖，如同一只直冲九霄的凤凰，绝云霓，负苍天，足乱浮云，翱翔乎杳冥之上。




左图：神舟九号 景海鹏、刘洋、刘旺 摄
右图： 神舟十二号 刘伯明 摄
2012 年，神舟九号航天员乘组拍下“里海曲线”，一晃 9 年过去，里海仍然在原地静静地映出碧海蓝天，从景海鹏、刘洋、刘旺到聂海胜、刘伯明、汤洪波，大气层外，中国载人航天一直陪伴着这颗美丽的星球。


航天员汤洪波 摄
8 月下旬，“彩虹之国”南非上空万里无云。作为金砖国家，南非和这片古老的大陆如今正焕发出新的生机与活力。未来，中国和南非等其他金砖国家还将航天领域继续深化合作，共同发展。中国将与全人类一同奔赴九天苍穹。


航天员汤洪波 摄
秘鲁高原下白浪翻滚的海洋，似是在细说千万年来这片大陆上的沧海桑田，蔚蓝色的海洋下，强大的上升性寒流从深处往海面上升运动，把海底的淤泥上泛，把大量的营养物质带到海面，滋养了大量浮游生物生存，形成秘鲁渔场，抚育了千万年来居住在这块大陆上的人们。图片来源：中国载人航天公众号