霍柱彰：用镜头追“天宫”

当抬头仰望星空时，你可知道，此刻，距离地球400公里高度的中国空间站或许正在与你遥遥相望。

在北京航空航天大学（以下简称“北航”），来自宇航学院航天飞行器技术系的2021级硕士研究生霍柱彰，利用4年时间，拍摄了多幅极具价值的中国空间站摄影作品。他用自己的方式记录在探索浩瀚宇宙的新征程上，中国航天事业发展的“加速度”。

不解之缘

说起来，霍柱彰接触天文摄影有些年头了。2009年7月22日上午，我国长江中下游地区发生了一次21世纪持续时间最长的日全食奇观。那次的日全食从初亏至复圆长达两个多小时，全国多地都可看到这一奇观，得知家乡广州也能见到日偏食，当时还在读中学的霍柱彰兴奋不已，他要用相机记录下这珍贵的画面。

提前记下媒体报道中关于安全观测的提示，又从邻居家借来一块焊工用的保护玻璃作为减光措施，拿着刚买的数码相机，霍柱彰在自家楼顶完成了那次拍摄。可能是因为太激动，在给家人分享照片时，他不小心碰到相机的格式化选项，致使所有刚拍下的照片全部消失。从那以后，为了弥补内心的遗憾，但凡遇到日食、月食现象，他总会尝试拍摄。不知不觉间，霍柱彰与天文摄影及航天事业结下了不解之缘。

高考填报志愿时，看到自己的分数所能填报的院校中有北京航空航天大学的名字，霍柱彰毫不犹豫就将其置于个人志愿的首位。顺利考入北航后，经过大一一年的航空航天大类学习，他选择了宇航学院学习相关航天专业知识，就这么一直读到宇航学院航天飞行器技术专业研究生。

那一刻，火箭腾空而起

在北航读书的这几年，摄影依然是霍柱彰在业余生活中最大的爱好，他尤其喜欢拍摄夜空、星斗。

2020年7月，正值霍柱彰的大三暑假，听闻海南文昌有火箭发射任务，他当即决定和高中同学一同前往海南观看这次发射。那是他第一次去现场观看火箭发射。为了实现理想的拍摄效果，他专门租了镜头。坐了一夜火车，跨越琼州海峡，第二天一早6点多到达海口火车站后，他又马不停蹄坐动车赶往文昌，终于在交通管制之前抵达了目的地——龙楼镇。

7月的海南，骄阳似火。7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。霍柱彰看到，通体白色的长征五号火箭拖着明亮的尾焰，从海边被椰树林包围的塔架旁腾空而起，巨大的轰鸣声在足足10余秒后才传过来（注：观看发射的楼顶距离塔架约4.2公里，声音传播速度约为350米/秒，因此声音需要约12秒才能传到）。与以前观看电视转播的情况不同，现场观看没有紧张的倒数，没有密集的“跟踪正常”等口令，取而代之的是人们从望远镜或者长焦镜头中看到点火火光时的惊呼“点火了！点火了！”以及火箭腾空后，缓缓而来的巨大轰鸣声。海南的热带风情和壮观的发射景象给霍柱彰留下了深刻印象。

2021年4月，大四下学期，霍柱彰听闻文昌航天发射场即将发射中国空间站首个舱段——天和核心舱。作为中国空间站的“智慧大脑”与中枢，天和核心舱扮演着空间站管理和控制中心的关键角色，支持着实验舱、载人飞船、货运飞船等航天器的交会对接和停靠。它的发射，标志着中国空间站在轨组装建造全面展开。

因为意义非凡，霍柱彰马上联系了学校一群同样热爱航天的同学，大家决定一同前往文昌拍摄这次发射。启程前，霍柱彰专门租赁了一整套设备，包括电影级摄像机、长焦镜头和专业级三脚架等，还专门预订了一间可以在阳台拍摄火箭发射的民宿。根据他的设想和安排，同行的6位同学将分别在海滩、龙楼镇宾馆楼顶和民宿阳台这3个位置同时拍摄此次发射，最终剪辑成一段故事性的视频。

但令人惋惜的是，由于当天天气不算特别好，火箭发射十几秒后就完全进入云层，只闻其声不见其形了。分散在3处的同学由于种种原因，未能拍摄到足够的素材，最终他们只能以长焦记录发射的形式在北航的微信公众号上发布了这段天和核心舱成功发射的视频。

惊鸿一瞥

2021年4月29日和5月29日，我国在海南文昌发射场相继成功发射天和核心舱、天舟二号货运飞船，6月17日又在酒泉卫星发射中心成功发射神舟十二号载人飞船，中国空间站建设的大幕渐渐拉开。对于像霍柱彰这样的航天、天文爱好者来说，这是一件比过年还要喜庆的事。拍摄我们自己的空间站过境、凌日和凌月现象成为很多中国航空、航天、天文及摄影爱好者的美好愿望。

在天和核心舱发射升空后，霍柱彰开始积极策划拍摄一次中国空间站凌日。“凌”可以认为是较小物体在另一个较大的物体前经过的现象。有一定观测价值的“凌”现象有飞机凌日、凌月，空间站凌日、凌月等。

观测凌日现象的必要条件是，观测者与凌日物体以及太阳在同一条直线上。中国空间站和国际空间站环绕地球一周约90分钟，一天可以环绕16周，所以空间站凌日、凌月现象并不十分罕见。但对普通爱好者来说，观测凌日、凌月实况却比较困难，因为空间站凌日时长只有短短的1秒左右，凌月约0.5秒至2秒，加上距离太远，因而拍摄时刻必须精确到秒。

此前霍柱彰曾看到国外拍摄国际空间站特写的影像，但当时，他并没有能够拍摄这类特写的相关设备。读研加入韩潮教授的课题组后，在导师韩潮教授的支持下，他开始使用学院实验室的8英寸天文望远镜，又自行购置了行星相机等配套设备，利用业余时间开展行星观测，进行空间站凌日、凌月现象的拍摄。

2021年6月初，在天舟二号发射后，北京地区有几次中国空间站凌日的拍摄机会，霍柱彰自然不想错过。2021年6月3日这天，他分别在海淀区明光桥和昌平区十三陵景区附近拍摄到了天和核心舱和天舟二号组合体凌日的画面。

拍摄空间站凌日、凌月很讲究天时地利人和。霍柱彰介绍，首先要找到合适时机，空间站与地面的距离往往在400公里以上，高度角太低的空间站凌日、凌月，剪影非常小，很难拍清楚细节。即便天气大致晴好，若在凌日、凌月瞬间有云遮挡也会导致拍摄功亏一篑。此外，拍摄需要到特定的地点附近（预报软件会给出可观测凌日、凌月的带状区域），虽然前往特定地点的路边拍摄往往是交通最方便的，但不大安全。在建筑物附近拍摄，就需要考虑遮挡问题了。此外，还要有足够的时间往返拍摄地点并架设设备。综合这所有的因素，1个月能够拍摄一到两次凌日、凌月已算幸运。

霍柱彰印象最深的一次拍摄是在2022年11月1日。经过测算，他得知当天凌晨4时27分左右，前一天刚发射的梦天实验舱将对接中国空间站，北京地区能拍摄到对接后的首次凌日画面。凌晨1点多，他与同学驱车前往距离学校100多公里的怀柔区最北边，那里是他们选定的拍摄效果最好的区域。他们来回驱车近6小时，只为这段1秒钟不到的中国空间站凌日画面。

中国空间站特写

研二时，霍柱彰的空闲时间多了一些，拍摄空间站凌日、凌月现象对他来说，还不过瘾，他想尝试拍摄空间站特写，亲自记录和见证中国人自己的空间站建设和发展的历程。在衡量了学业科研及业余爱好所投入的精力和时间后，他决定使用外国爱好者编写的开环跟踪软件，并购入了经纬仪、行星相机、导星镜等设备。

拍摄空间站特写的窗口期，不仅取决于空间站是不是能够过境，最重要一点是，观测者得在地面比较暗的地影区，而空间站则需要处于照射区，且有足够大的反射面。一般来说，日落后或日出前两小时内是最佳拍摄时段，每次拍摄只有0.5到2秒。

随着拍摄特写的深入，霍柱彰不仅体会到拍摄的乐趣，也丰富和积累了自己的航天专业知识。捕捉到不同形态的空间站，不仅加深了他对轨道力学的理解，更让他能够直观地看到空间站的实际运动，再与仿真数据进行对比验证。

拍摄中难免会遇到各种问题，比如早期使用的经纬仪机械误差较大，霍柱彰需要通过不断迭代设备来优化拍摄效果。起初，他在北航沙河校区北边一片花海中的碎石小路上进行拍摄，但多次均告失败。后来他发现，碎石地面会随着望远镜的转动产生微小的位移，这样的位移虽不会对拍摄天空中缓慢移动的行星产生太大的影响，但是会对跟踪拍摄空间站这类移动较快的目标会产生巨大影响。发现这个问题后，他更换了拍摄地点，虽然新的地点有的方向被实验楼遮挡，但不会再出现先前的问题了。在这个地点，他拍摄了绝大多数的中国空间站特写影像。

第一次较为成功的全程跟踪拍摄是2022年9月24日，在北京延庆区一个天文农庄中，由于周边几乎没有遮挡且地面坚实，霍柱彰毫无意外地几乎全程跟踪中国空间站，并且拍摄到了特写影像。

“第一”和“唯一”

2022年7月24日，问天实验舱发射，霍柱彰提前一周就前往海南，从远处的民宿阳台上，他拍摄了长征五号B遥三运载火箭转运的全过程。6天后，全世界现役在轨最重的单舱主动飞行器、中国空间站首个科学实验舱——问天实验舱由这发火箭送入预定轨道，与天和核心舱对接，为航天员提供更大的工作生活空间，为我国空间科学研究提供更大的平台。在这次发射后的第二天凌晨，霍柱彰在文昌市区拍摄到了中国空间站凌月的影像，此时问天实验舱已成功与天和核心舱对接，这也是新构型的中国空间站的全球首个凌月影像。

2022年11月29日，神舟十五号计划在23点发射。霍柱彰分析计算了火箭发射的轨迹，发现在发射后约7分钟可以在北航沙河校区内拍摄到神舟十五号。霍柱彰与几位同学提前到校内开阔地架设设备准备拍摄。当时气温零下，他很快就发现三脚架云台的转动变得迟钝了，似乎是内部的润滑液被冻住了，霍柱彰紧急借来同学的热水壶往云台上浇水以解冻，但很快又冻上了。眼看已经找到了二级发动机工作形成的扩散尾焰，情急之下，他只好扛着整个三脚架进行跟踪。最终，他们完整记录了从二级主机关机到船箭分离的全过程。虽然拍摄中出现这点小状况，但想到在遥远的酒泉，有许多航天人为了保障这次发射成功同样顶着严寒工作，相比于他们所面临的困难，这次拍摄波折简直不值一提。

2023年6月6日凌晨2时46分许，霍柱彰又在北航沙河校区内拍摄到了天舟五号货运飞船与中国空间站再次对接的画面。这是目前已公开的信息中，第一次由业余爱好者从地面拍摄到中国空间站和舱段对接前夕的同框彩色特写画面。

2023年10月14日本是一个寻常的晴天，霍柱彰在这天第一次成功尝试在白天跟踪拍摄中国空间站。此后，他又多次在白天完成拍摄。在网上与天文爱好者交流时，霍柱彰才发现白天跟踪拍摄空间站是十分困难的事情。截至2024年底，中国国内只有极少数业余爱好者成功在白天跟踪拍摄到中国空间站，其中一位是北京大学以自编程序拍摄中国空间站而出名的天体物理学博士刘博洋。他评价霍柱彰多次白天拍摄中国空间站“需要很丰富的望远镜使用经验”。霍柱彰也是目前唯一在白天数十次拍到中国空间站的业余爱好者。

霍柱彰于2023年10月16日白天拍摄的两次中国空间站图片和一次国际空间站图片，被选为2024年4月的SPOM（空间站每月一图），2024年6月18日白天多次拍摄中国空间站和国际空间站的图像合集被选为2024年8月的SPOM（空间站每月一图）。

“太空出差”的老师回来了

2023年5月底，听闻神舟十六号发射在即，霍柱彰乘坐一天两夜的火车到达内蒙古自治区额济纳旗。他联系了当地旅行团，随团前往距离酒泉发射中心塔架北侧约6公里外的戈壁滩观看和拍摄这次发射。在前往目的地的大巴上，通过新闻直播，他了解到这次神舟十六号乘组中有宇航学院同专业的桂海潮老师。在他本科毕业设计时，桂老师曾作为评审老师之一给他提出过一些书面意见，想到这次能够在现场见证老师“上天”，霍柱彰感到十分激动。

2023年10月30日，神舟十六号乘组结束了154天的“太空出差”，按照计划将于第二天返回地球，得知消息的霍柱彰马上赶赴新疆库尔勒。10月31日清晨约7时50分，霍柱彰看到两个亮点从西南方向升起，朝着东方飞去。很快，后方的亮点逐渐燃烧解体为千万颗亮橙红色的火流星，还不时闪耀着绿色的光芒，而前方的亮点始终保持着稳定的飞行轨迹。霍柱彰立即辨认出前方的亮点正是航天员所乘坐的神舟飞船返回舱，而后方则是逐渐解体燃烧的推进舱。他始终把镜头对准返回舱，没有记录后方推进舱解体时的“人造流星雨”。他认为，如果将镜头对准解体中的“人造流星雨”，会让人误以为是返回时出现了问题，引起不必要的误解。“人造流星雨”固然美丽，但此刻的人们更希望航天员们平安归来。

值得一提的是，霍柱彰拍摄剪辑的神舟十六号返回视频后来被转发给了当时坐在返回舱内的航天员桂海潮。桂老师返回地面后，霍柱彰又将自己拍摄的神舟十六号任务期间的影像制作成相框送给他。桂老师向霍柱彰提到了目前空间碎片对空间站运行的影响，他希望霍柱彰能在拍摄空间站之余多关注空间碎片的动向。

此后，在常规拍摄各种卫星及空间碎片之外，霍柱彰还在白天利用短波红外相机和滤镜成功拍摄了其他空间目标，如火箭残骸、星链卫星等。他认为，目前太空中的卫星和碎片快速增长，编目监测的已有几万个，而跟踪观测这些目标的资源是有限的，业余爱好者的观测也可以作为一个补充。

谈及对未来的展望，霍柱彰表示，自己将继续精进空间站跟踪技术，未来计划开发自动空间目标跟踪站，为有关部门和单位提供跟踪监测的图像和数据，为保障我国太空资产安全及太空交通管理贡献自己的力量。