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TUhjnbcbe - 2024/2/26 0:30:00
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在外太空能看到满天繁星吗?这是个有趣的问题!7月4日上午,我国空间站驻守的航天员首次执行出舱任务活动,航天员刘伯明首先从节点舱出舱进入外太空,接着汤洪波也出舱了,在空间站内配合他们工作的聂海胜问说:有没有看到满天繁星?看央视的视频直播中刘伯明貌似没有顾上回答这个问题,所以我们也不清楚他和汤洪波到底能不能看到,那么问题来了,在地球的外太空到底能不能看到满天繁星呢?

在地球上,只有漆黑的夜晚才能看到满天繁星,但是在早晨日出之前和傍晚日落时分,有时也是可以看到金星和木星等特别明亮的星辰的,所以能不能看到星辰,首先要看它够不够亮。太阳本质上也是一颗星辰,只是它与地球的距离很近,而且发出的光极亮,对地球的光照作用远超其它星体,白天的时候,我们生活的地表环境就笼罩在它的光辉里,而太阳光又能在地表反射和在大气层中折射、散射和衍射等,吸收部分太阳光的大气层使得地球表面很明亮,微弱的星光完全被强烈的太阳光所遮蔽,所以就看不到星光了;但到了晚上,地表不再被阳光笼罩,强光源消失,暗夜背景下,比太阳光微弱得多的星光也能被我们目睹,于是就可以看到夜空中的满天繁星了。

那么在太空中的空间站外面会如何呢?太空环境与地球表面不一样的是,整体环境不会像地球表面的白天这么亮,但是太阳看上去要比在地球上更亮,因为没有大气层的阻挡,阳光几乎是百分百照射到航天员所处的位置,又由于没有大气层对阳光的散射等作用,所以只有太阳及太阳周围部分区域看上去非常明亮,另外还有地球表面、大气层、空间站外壁的反光作用,靠向太阳和这些地事物的区域会十分明亮,其他部分会渐渐过渡到黑暗,但在背向太阳等事物的一侧看上去则是很黑暗的,天幕上的星辰就会在明亮向黑暗的过渡中渐渐显现出来,在背向上述事物的一侧,大部分天幕中看上去就都会有星辰了。

上图为国际空间站宇航员舱外活动时情景,右上方貌似有一颗星辰。

上图为国际空间站出舱口拍摄的舱外景象,属于背向太阳等光源的一侧,天幕区域中就出现了很多星辰。

而我国航天员刘伯明从天和号空间站的节点舱出舱时,可能由于阳光太强,他还惊叹说外面“太漂亮了,老亮了”,在视频直播画面背景中并没有看到星辰,至于当时他有没有看到,由于他没有说,所以也不清楚。个人认为背向光源的一侧的天幕中是有星辰的,刘伯明和汤洪波应该也是能目睹到的,只是由于乍见窗外太空景象,没顾上回答聂海胜的问题;而空间站外全景相机在当时的光照条件下无法感知微弱的星光,或者是没有调到能感知星光的感光度上,所以视频直播背景中也没有出现星辰。

但空间站在地球外太空运行的位置又是不一样的,而且时刻都在变化,上面只是说了空间站在阳光照耀状态下的情况,实际上空间站在太空中飞行的速度非常快,每96分钟就在其大约公里高的轨道上围绕地球运行一周,或者说空间站每一个半小时零6分钟就会经历一次日出和日落,所以在太空站上是可以频繁地感受到白天和黑夜景象的,在地球上的一天时间中,空间站上会经历15次日出和日落,如果以它的日出日落也算一天的话,那么地球表面上的一天时间就相当于它的半个月了。在刘伯明和汤洪波在太空舱外执行任务的7个小时中,他们一共经历了4.4次昼夜交替的过程。

如上图,在空间站与神舟12号飞船的模拟对接景象中,背景中就出现了一些星辰。

在阳光照耀的白昼状态下,背向阳光和反光事物的一侧能够看到一些较亮的星辰,而当空间站运行到地球挡住太阳光的一侧时,或者说空间站经历黑夜状态时,如果空间站外没有灯光辅助,那会比地球表面的夜晚还黑,想看到满天繁星是很轻松的,所以这个时候只要背向空间站和地球,就会入目皆是星辰了。

上图是空间站经历黑夜时分的景象,远处暗红色光湖是地球大气层,大气层上方就有一些星辰。

上图为年8月9日国际空间站的一名宇航员拍摄的长时间曝光的夜空图像,可见不仅能看到无数的星辰,甚至连银河系都清晰可见。

不一样的是,我们在地球上看夜空中的星辰仿佛都是在一闪一闪地眨眼睛,这是因为星光透过地球的大气层时发生了折射,而大气又是流动的,密度和温差也会不停变化,所以透过大气层的星光强弱也会变化,看上去就像是闪烁着眨眼睛了。但是在太空中没有大气层,就不会出现这种现象,星光看上去是恒定不变的,而且由于没有大气层的减光作用,星辰也会比地球表面看着更明亮一些,数量也会更多一些,总之满天星辰的景象是要比地球表面看上去更壮观的。

参考资料:

《环球网》7月4文章《太空里的浪漫一问:有没有看到满天繁星?》

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