霍柱彰：用鏡頭追“天宮”

當抬頭仰望星空時，你可知道，此刻，距離地球400公里高度的中國空間站或許正在與你遙遙相望。

在北京航空航天大學（以下簡稱“北航”），來自宇航學院航天飛行器技術系的2021級碩士研究生霍柱彰，利用4年時間，拍攝了多幅極具價值的中國空間站攝影作品。他用自己的方式記錄在探索浩瀚宇宙的新征程上，中國航天事業發展的“加速度”。

不解之緣

說起來，霍柱彰接觸天文攝影有些年頭了。2009年7月22日上午，我國長江中下游地區發生了一次21世紀持續時間最長的日全食奇觀。那次的日全食從初虧至復圓長達兩個多小時，全國多地都可看到這一奇觀，得知家鄉廣州也能見到日偏食，當時還在讀中學的霍柱彰興奮不已，他要用相機記錄下這珍貴的畫面。

提前記下媒體報道中關于安全觀測的提示，又從鄰居家借來一塊焊工用的保護玻璃作為減光措施，拿著剛買的數碼相機，霍柱彰在自家樓頂完成了那次拍攝。可能是因為太激動，在給家人分享照片時，他不小心碰到相機的格式化選項，致使所有剛拍下的照片全部消失。從那以后，為了彌補內心的遺憾，但凡遇到日食、月食現象，他總會嘗試拍攝。不知不覺間，霍柱彰與天文攝影及航天事業結下了不解之緣。

高考填報志愿時，看到自己的分數所能填報的院校中有北京航空航天大學的名字，霍柱彰毫不猶豫就將其置于個人志愿的首位。順利考入北航后，經過大一一年的航空航天大類學習，他選擇了宇航學院學習相關航天專業知識，就這么一直讀到宇航學院航天飛行器技術專業研究生。

那一刻，火箭騰空而起

在北航讀書的這幾年，攝影依然是霍柱彰在業余生活中最大的愛好，他尤其喜歡拍攝夜空、星斗。

2020年7月，正值霍柱彰的大三暑假，聽聞海南文昌有火箭發射任務，他當即決定和高中同學一同前往海南觀看這次發射。那是他第一次去現場觀看火箭發射。為了實現理想的拍攝效果，他專門租了鏡頭。坐了一夜火車，跨越瓊州海峽，第二天一早6點多到達海口火車站后，他又馬不停蹄坐動車趕往文昌，終于在交通管制之前抵達了目的地——龍樓鎮。

7月的海南，驕陽似火。7月23日12時41分，長征五號遙四運載火箭托舉著我國首次火星探測任務“天問一號”探測器，在中國文昌航天發射場點火升空。霍柱彰看到，通體白色的長征五號火箭拖著明亮的尾焰，從海邊被椰樹林包圍的塔架旁騰空而起，巨大的轟鳴聲在足足10余秒后才傳過來（注：觀看發射的樓頂距離塔架約4.2公里，聲音傳播速度約為350米/秒，因此聲音需要約12秒才能傳到）。與以前觀看電視轉播的情況不同，現場觀看沒有緊張的倒數，沒有密集的“跟蹤正常”等口令，取而代之的是人們從望遠鏡或者長焦鏡頭中看到點火火光時的驚呼“點火了！點火了！”以及火箭騰空后，緩緩而來的巨大轟鳴聲。海南的熱帶風情和壯觀的發射景象給霍柱彰留下了深刻印象。

2021年4月，大四下學期，霍柱彰聽聞文昌航天發射場即將發射中國空間站首個艙段——天和核心艙。作為中國空間站的“智慧大腦”與中樞，天和核心艙扮演著空間站管理和控制中心的關鍵角色，支持著實驗艙、載人飛船、貨運飛船等航天器的交會對接和停靠。它的發射，標志著中國空間站在軌組裝建造全面展開。

因為意義非凡，霍柱彰馬上聯系了學校一群同樣熱愛航天的同學，大家決定一同前往文昌拍攝這次發射。啟程前，霍柱彰專門租賃了一整套設備，包括電影級攝像機、長焦鏡頭和專業級三腳架等，還專門預訂了一間可以在陽臺拍攝火箭發射的民宿。根據他的設想和安排，同行的6位同學將分別在海灘、龍樓鎮賓館樓頂和民宿陽臺這3個位置同時拍攝此次發射，最終剪輯成一段故事性的視頻。

但令人惋惜的是，由于當天天氣不算特別好，火箭發射十幾秒后就完全進入云層，只聞其聲不見其形了。分散在3處的同學由于種種原因，未能拍攝到足夠的素材，最終他們只能以長焦記錄發射的形式在北航的微信公眾號上發布了這段天和核心艙成功發射的視頻。

驚鴻一瞥

2021年4月29日和5月29日，我國在海南文昌發射場相繼成功發射天和核心艙、天舟二號貨運飛船，6月17日又在酒泉衛星發射中心成功發射神舟十二號載人飛船，中國空間站建設的大幕漸漸拉開。對于像霍柱彰這樣的航天、天文愛好者來說，這是一件比過年還要喜慶的事。拍攝我們自己的空間站過境、凌日和凌月現象成為很多中國航空、航天、天文及攝影愛好者的美好愿望。

在天和核心艙發射升空后，霍柱彰開始積極策劃拍攝一次中國空間站凌日。“凌”可以認為是較小物體在另一個較大的物體前經過的現象。有一定觀測價值的“凌”現象有飛機凌日、凌月，空間站凌日、凌月等。

觀測凌日現象的必要條件是，觀測者與凌日物體以及太陽在同一條直線上。中國空間站和國際空間站環繞地球一周約90分鐘，一天可以環繞16周，所以空間站凌日、凌月現象并不十分罕見。但對普通愛好者來說，觀測凌日、凌月實況卻比較困難，因為空間站凌日時長只有短短的1秒左右，凌月約0.5秒至2秒，加上距離太遠，因而拍攝時刻必須精確到秒。

此前霍柱彰曾看到國外拍攝國際空間站特寫的影像，但當時，他并沒有能夠拍攝這類特寫的相關設備。讀研加入韓潮教授的課題組后，在導師韓潮教授的支持下，他開始使用學院實驗室的8英寸天文望遠鏡，又自行購置了行星相機等配套設備，利用業余時間開展行星觀測，進行空間站凌日、凌月現象的拍攝。

2021年6月初，在天舟二號發射后，北京地區有幾次中國空間站凌日的拍攝機會，霍柱彰自然不想錯過。2021年6月3日這天，他分別在海淀區明光橋和昌平區十三陵景區附近拍攝到了天和核心艙和天舟二號組合體凌日的畫面。

拍攝空間站凌日、凌月很講究天時地利人和。霍柱彰介紹，首先要找到合適時機，空間站與地面的距離往往在400公里以上，高度角太低的空間站凌日、凌月，剪影非常小，很難拍清楚細節。即便天氣大致晴好，若在凌日、凌月瞬間有云遮擋也會導致拍攝功虧一簣。此外，拍攝需要到特定的地點附近（預報軟件會給出可觀測凌日、凌月的帶狀區域），雖然前往特定地點的路邊拍攝往往是交通最方便的，但不大安全。在建筑物附近拍攝，就需要考慮遮擋問題了。此外，還要有足夠的時間往返拍攝地點并架設設備。綜合這所有的因素，1個月能夠拍攝一到兩次凌日、凌月已算幸運。

霍柱彰印象最深的一次拍攝是在2022年11月1日。經過測算，他得知當天凌晨4時27分左右，前一天剛發射的夢天實驗艙將對接中國空間站，北京地區能拍攝到對接后的首次凌日畫面。凌晨1點多，他與同學驅車前往距離學校100多公里的懷柔區最北邊，那里是他們選定的拍攝效果最好的區域。他們來回驅車近6小時，只為這段1秒鐘不到的中國空間站凌日畫面。

中國空間站特寫

研二時，霍柱彰的空閑時間多了一些，拍攝空間站凌日、凌月現象對他來說，還不過癮，他想嘗試拍攝空間站特寫，親自記錄和見證中國人自己的空間站建設和發展的歷程。在衡量了學業科研及業余愛好所投入的精力和時間后，他決定使用外國愛好者編寫的開環跟蹤軟件，并購入了經緯儀、行星相機、導星鏡等設備。

拍攝空間站特寫的窗口期，不僅取決于空間站是不是能夠過境，最重要一點是，觀測者得在地面比較暗的地影區，而空間站則需要處于照射區，且有足夠大的反射面。一般來說，日落后或日出前兩小時內是最佳拍攝時段，每次拍攝只有0.5到2秒。

隨著拍攝特寫的深入，霍柱彰不僅體會到拍攝的樂趣，也豐富和積累了自己的航天專業知識。捕捉到不同形態的空間站，不僅加深了他對軌道力學的理解，更讓他能夠直觀地看到空間站的實際運動，再與仿真數據進行對比驗證。

拍攝中難免會遇到各種問題，比如早期使用的經緯儀機械誤差較大，霍柱彰需要通過不斷迭代設備來優化拍攝效果。起初，他在北航沙河校區北邊一片花海中的碎石小路上進行拍攝，但多次均告失敗。后來他發現，碎石地面會隨著望遠鏡的轉動產生微小的位移，這樣的位移雖不會對拍攝天空中緩慢移動的行星產生太大的影響，但是會對跟蹤拍攝空間站這類移動較快的目標會產生巨大影響。發現這個問題后，他更換了拍攝地點，雖然新的地點有的方向被實驗樓遮擋，但不會再出現先前的問題了。在這個地點，他拍攝了絕大多數的中國空間站特寫影像。

第一次較為成功的全程跟蹤拍攝是2022年9月24日，在北京延慶區一個天文農莊中，由于周邊幾乎沒有遮擋且地面堅實，霍柱彰毫無意外地幾乎全程跟蹤中國空間站，并且拍攝到了特寫影像。

“第一”和“唯一”

2022年7月24日，問天實驗艙發射，霍柱彰提前一周就前往海南，從遠處的民宿陽臺上，他拍攝了長征五號B遙三運載火箭轉運的全過程。6天后，全世界現役在軌最重的單艙主動飛行器、中國空間站首個科學實驗艙——問天實驗艙由這發火箭送入預定軌道，與天和核心艙對接，為航天員提供更大的工作生活空間，為我國空間科學研究提供更大的平臺。在這次發射后的第二天凌晨，霍柱彰在文昌市區拍攝到了中國空間站凌月的影像，此時問天實驗艙已成功與天和核心艙對接，這也是新構型的中國空間站的全球首個凌月影像。

2022年11月29日，神舟十五號計劃在23點發射。霍柱彰分析計算了火箭發射的軌跡，發現在發射后約7分鐘可以在北航沙河校區內拍攝到神舟十五號。霍柱彰與幾位同學提前到校內開闊地架設設備準備拍攝。當時氣溫零下，他很快就發現三腳架云臺的轉動變得遲鈍了，似乎是內部的潤滑液被凍住了，霍柱彰緊急借來同學的熱水壺往云臺上澆水以解凍，但很快又凍上了。眼看已經找到了二級發動機工作形成的擴散尾焰，情急之下，他只好扛著整個三腳架進行跟蹤。最終，他們完整記錄了從二級主機關機到船箭分離的全過程。雖然拍攝中出現這點小狀況，但想到在遙遠的酒泉，有許多航天人為了保障這次發射成功同樣頂著嚴寒工作，相比于他們所面臨的困難，這次拍攝波折簡直不值一提。

2023年6月6日凌晨2時46分許，霍柱彰又在北航沙河校區內拍攝到了天舟五號貨運飛船與中國空間站再次對接的畫面。這是目前已公開的信息中，第一次由業余愛好者從地面拍攝到中國空間站和艙段對接前夕的同框彩色特寫畫面。

2023年10月14日本是一個尋常的晴天，霍柱彰在這天第一次成功嘗試在白天跟蹤拍攝中國空間站。此后，他又多次在白天完成拍攝。在網上與天文愛好者交流時，霍柱彰才發現白天跟蹤拍攝空間站是十分困難的事情。截至2024年底，中國國內只有極少數業余愛好者成功在白天跟蹤拍攝到中國空間站，其中一位是北京大學以自編程序拍攝中國空間站而出名的天體物理學博士劉博洋。他評價霍柱彰多次白天拍攝中國空間站“需要很豐富的望遠鏡使用經驗”。霍柱彰也是目前唯一在白天數十次拍到中國空間站的業余愛好者。

霍柱彰于2023年10月16日白天拍攝的兩次中國空間站圖片和一次國際空間站圖片，被選為2024年4月的SPOM（空間站每月一圖），2024年6月18日白天多次拍攝中國空間站和國際空間站的圖像合集被選為2024年8月的SPOM（空間站每月一圖）。

“太空出差”的老師回來了

2023年5月底，聽聞神舟十六號發射在即，霍柱彰乘坐一天兩夜的火車到達內蒙古自治區額濟納旗。他聯系了當地旅行團，隨團前往距離酒泉發射中心塔架北側約6公里外的戈壁灘觀看和拍攝這次發射。在前往目的地的大巴上，通過新聞直播，他了解到這次神舟十六號乘組中有宇航學院同專業的桂海潮老師。在他本科畢業設計時，桂老師曾作為評審老師之一給他提出過一些書面意見，想到這次能夠在現場見證老師“上天”，霍柱彰感到十分激動。

2023年10月30日，神舟十六號乘組結束了154天的“太空出差”，按照計劃將于第二天返回地球，得知消息的霍柱彰馬上趕赴新疆庫爾勒。10月31日清晨約7時50分，霍柱彰看到兩個亮點從西南方向升起，朝著東方飛去。很快，后方的亮點逐漸燃燒解體為千萬顆亮橙紅色的火流星，還不時閃耀著綠色的光芒，而前方的亮點始終保持著穩定的飛行軌跡。霍柱彰立即辨認出前方的亮點正是航天員所乘坐的神舟飛船返回艙，而后方則是逐漸解體燃燒的推進艙。他始終把鏡頭對準返回艙，沒有記錄后方推進艙解體時的“人造流星雨”。他認為，如果將鏡頭對準解體中的“人造流星雨”，會讓人誤以為是返回時出現了問題，引起不必要的誤解。“人造流星雨”固然美麗，但此刻的人們更希望航天員們平安歸來。

值得一提的是，霍柱彰拍攝剪輯的神舟十六號返回視頻后來被轉發給了當時坐在返回艙內的航天員桂海潮。桂老師返回地面后，霍柱彰又將自己拍攝的神舟十六號任務期間的影像制作成相框送給他。桂老師向霍柱彰提到了目前空間碎片對空間站運行的影響，他希望霍柱彰能在拍攝空間站之余多關注空間碎片的動向。

此后，在常規拍攝各種衛星及空間碎片之外，霍柱彰還在白天利用短波紅外相機和濾鏡成功拍攝了其他空間目標，如火箭殘骸、星鏈衛星等。他認為，目前太空中的衛星和碎片快速增長，編目監測的已有幾萬個，而跟蹤觀測這些目標的資源是有限的，業余愛好者的觀測也可以作為一個補充。

談及對未來的展望，霍柱彰表示，自己將繼續精進空間站跟蹤技術，未來計劃開發自動空間目標跟蹤站，為有關部門和單位提供跟蹤監測的圖像和數據，為保障我國太空資產安全及太空交通管理貢獻自己的力量。