地球之外，夜幕下群星的脚印，如何追寻？

在空间站上，星海瀑布与城市灯光的不期而遇，会产生什么样的奇景呢？

图1. 星星如雨般垂落在地球上的梦幻之境。图片来源: 美国国家航空和航天局/宇航员佩蒂特

想要从地球上拍摄星轨图其实非常简单，在地球旋转的时候，只要将您的照相机对准星空，并保持相机快门打开即可。

图2. 在地球上利用长时间曝光拍摄到的星轨图。图片来源: 克里斯-鲁克哈特

但是，和在国际空间站（ISS）的宇航员相比，我们在地球上24小时简直小巫见大巫。因为他们是以时速为17000英里(每小时27000公里)的速度每90分钟环绕地球一周。

图3. 2011年国际空间站的28次远征,国际空间站“炮塔”号晚上越过澳大利亚上空。图片来源: 美国国家航空和航天局

2010年2月，“炮塔”号发射并安装成功。它给宇航员展示了一个观看地球的全新视角。同时，也为宇航员们提供了绝美的摄影机会。

图4. 从“炮塔”号内部拍摄到的星轨。图片来源: 美国国家航空和航天局/宇航员佩蒂特

第一个真正利用这个机会的宇航员是Don Pettit。他把短曝光的照片堆放在一起，制造出令人惊叹的星轨效果图。

图5. 透过国际空间站的机器内部拍摄到的星轨，还可以看到地球出现在画面的底部。图片来源: 图片来源: 美国国家航空和航天局/宇航员佩蒂特

我的星轨照片是通过大约10～15分钟曝光时间的照片制作形成的。由于电子探测器噪声会有效的干扰拍摄使图像雪白，因此每次拍摄的最长曝光时间是30s。

图6. 国际空间站横向飞越地球时，恒星会尾随其后。恒星出现在地球的前景是因为地球大气层的微弱而透明的性质。图片来源: 美国国家航空和航天局/宇航员佩蒂特

我采用了30秒多次曝光(一种业余天文学家的技术)，然后用成像软件把它们“叠起来”，从而产生更长的曝光图像。

图7. 拍摄时所需要的静止的“点”所在之处是由于国际空间站保持地球在其下方的旋转，而不是由于任何天体或地球的运动。图片来源: 美国国家航空和航天局/宇航员佩蒂特

拍摄所选的静止点既不是南极，也不是北极，而是绕国际空间站旋转轴的任意一个点。

图8.氢元素产生的红色大气光在氧元素产生的绿色大气光的上方，黄色的光辉则是夜晚地球上城市灯光，蓝色的闪电正击打在地球上。星星产生的星轨在最上方。 图片来源: 美国国家航空和航天局/宇航员佩蒂特

从这个独特的有利位置，可以看到绿色和红色的大气光, 黄色的城市灯光，甚至还能过看到蓝色的闪电。

相关知识

国际空间站是一个在近地轨道上运行的科研设施，是人类历史上第九个载人的空间站。空间站的主要功能是作为在微重力环境下的研究实验室，研究领域包括生物学、物理学、天文学、地理学、气象学等，当前由六个国家或地区合作运转，包括美国国家航空航天局、俄罗斯联邦航天局、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大航天局、巴西航天局和欧洲空间局。

从1998年11月15日国际空间站第一个部分曙光号功能货舱发射升空。到2010年6月，空间站已经在轨道上环绕地球运转了66000圈。国际空间站原计划在2020年后结束使命，后来改为2024年。负责国际空间站与地面之间运输的航天器有联盟号、进步号、自动运载飞船、H-II运输载具、龙飞船、发现号航天飞机、奋进号航天飞机、天鹅号宇宙飞船等。国际空间站最多可承载六名乘员（长时间），大部分实验设施也已经投入使用。由于大气阻力和重新启动等因素的影响，国际空间站的轨道实际高度常发生漂移。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. forbes-ちんぇぃ

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