月亮之上——月球观测与高倍摄影(一)

Amateur Astronomer - - 宇宙奥秘 - □鲍国全

作者鲍国全是一位中国香港业余天文爱好者,1972 年开始其天文兴趣,现在是“月球地质研究群组(GLR)”的活跃会员。GLR 群组主要是研究月球表面的拱形小山。2000 年后作者集中在月球摄影方面发展,拍摄地点是家居的小阳台。在拍摄的月球照片中曾发现不少未有命名的拱形小山和细小的月溪,其中一条在曼尼里乌斯(Manilius)撞击坑附近的月溪,更被业余观测者称为“鲍氏月溪”。作者的许多月球照片都曾刊登于非常受欢迎的“每日月球照片 LPOD”网站内,网站是由世界著名的美国月球行星科学家伍德博士(Dr. Charles Wood)主理。伍德博士这样评价作者:KC (鲍国全,作者在月球观测界的英文名字简称)已经完全沉溺于观测月球的乐趣里,也是最具造诣的月球摄影者之一。——编者

我是一位香港的天文爱好者,2016年中出版了一本《月球摄影观测图册》,广受好评。蒙《天文爱好者》杂志的厚意,邀我撰写有关制作这本图册的心路历程和拍摄高倍月球经验的文章,本人当然非常乐意借此难得的机缘与广大读者分享。本文中所有照片皆为笔者拍摄。

十年执着为此书

首先让笔者介绍一下《月球摄影观测图册》是一本什么的书?图册并不是一本实体书,它是以PDF格式编制,在网络上让世界

各地的天文爱好者免费下载。有中、英文两种版本(图2),中文版更有繁体字版和简体字版 (下载网址: https://pan.baidu.com/s/1i4AIHM1#list/path=%2F 或https://pan.baidu.com/s/1i4AIHM1 )。全书分上下两册,共有九百多页,内容包括观测与拍摄月球的基本常识和摄影月图两部分。月图部分将整个近地月面分割为70个分段,每分段有文字和不同光照角度的广角和特写照片介绍不同地貌的形态(图3,图4),对专业月球研究者、资深和初入门的月球观测爱好者都有很大的参考价值。所有照片都是笔者在香港住所的阳台,用一台250mm口径的牛顿式反射望远镜拍摄的,共花了十多年的时间才拍摄完成。有读者或会疑惑为何一本这样大型制作的图册,会是免费让人下载而不是付梓印刷图利呢? 印制一本有这么多页数和图片的书刊,涉及巨额的费用,笔者没有能力负担。即使有出版社乐意印制,图册的价格必定高昂,非一般人,特别是莘莘学子,所能负担,减弱了推广月球观测活动的力量。读者或许会听过这样一句话,“取诸社会,用诸社会”,拍摄月球的知识和处理照片的软件,笔者都是从网络上免费取得,现今仿效前人的做法也没有特别之处。早在2011年,我的天文学兄朱永鸿先生已将其著作《Photographic Moon Book》(代译为《摄影月球手册》),放在网络上免费让人下载。手册也是以自拍月球图片为主,附以丰富的月球资料,全书有二百多页,是英文版本。前任德国汉诺威公众天文台(Public Observatory in Hannover)台长,也是德国著名的月球摄影家 Wolfgang Paech先生在其网页内(http://www. chamaeleon-observatory-onjala.de/mondatlas-2/)称誉这两本图册为业余月球观测的现代里程碑。制作《月球摄影观测图册》的主要动因在图册的由来一章内已做详尽阐述,有兴趣的读者可参阅该章节,但另有一种原动力却没有在章节内表述,这就是民族自尊心。早年笔者开始观测月球时,便发觉很难找到有关观测月球地貌的中文书刊,无论是翻译外国的或是由国内天文学者和天文爱好者撰写的,唯一的途径是在欧美或日本等地订购这些书籍来参考,每次翻开书籍阅读时,心里总是有点酸溜溜,不是味儿的感觉。我国自古以来的天文发展和观测记录都是走在世界前列的,为什么现在会是这样呢? 所以立下心愿,希望能有机会摄制一本有质量的月球观测图册,内有丰富的月球照片,既可以在观测时或拍摄时做参考

用,就是在没有月光的晚上也可执书在手,细细欣赏月球表面壮观的地貌。年轻时总是有点不知天高地厚

的激情,总是充满梦想,但在激情和梦想的背后却没有思量自己是否有这样的能耐,去完成一个遥不可及的心愿。当时的笔者只有一台76毫米口径的折射镜,一部单镜反光照相机,每次拍摄时都要背负十多千克的器材,跑到老远的郊区或是亲戚家的露台,成效当然是很低,水平也不高,可却锻炼了基本的拍摄技术和不轻易放弃的信念,奠定了日后能够愿望成真的基础。

阳台追月功有成

时光飞逝,转眼间便踏入2000年,笔者的天文人生进入了一个新阶段。首先很幸运地找到一处有阳台的住所,阳台面积很小,只能刚好容纳一台新购入的200毫米口径牛卡式反射镜。因为位处市区内,光害特别严 重,且周边都是高楼大厦,视野亦有所限制,北方和东北方被本大楼遮挡了,其余的方位因有高厦亦只能待天体升至高空才能观测,因此拍摄对象只能限于月球和行星,至于拍摄深空天体和星野就比较困难。观测条件虽然不太理想,但总算是有了一个固定的地点,不用过着昔日流动式的拍摄生涯,拍摄月球的工作更觉方便和有成效。这时数码摄影开始发展不久,而笔者也跟着潮流学习使用数码相机来拍摄月球和行星,成效更为显著,不用如往日那样要找寻暗室来处理照片,同时也将处理好的月球、行星照片放在互联网上和其他同好交流,因而

认识了两位伯乐——伍德博士和连拿博士(Dr.Raffaello Lena),他们两位对笔者日后在月球摄影发展上给了不少的鼓励和指导。2003年9月可说是笔者天文人生路最重要的转折点,也是《月球摄影观测图册》拍摄计划的正式开始。9月16日晚上,笔者首次使用从朋友手中转让过来的250毫米牛顿反射镜拍摄月球。当晚大气稳定度相当好,可以使用较高倍率,拍下了一条横越情人拱形小山幼小的月溪,这条月溪自1966年6月美国著名行星观测家轩宁先生(Mr. Alika Herring)用一台1525毫米口径的反射镜作绘图发表后,似乎也再没有其他同好发表有关的照片,在同一张照片内笔者还找到一座未有记录的拱形小山(图9a)。这晚真的非常兴奋,意味着图册的拍摄计划有了一个好的开端。继而在2003年12月30日笔者又发现了一条未有记录的月溪,月溪朝东南和西北方向,在博斯科维奇P (Boscovich P)的北端斜线地走过,长度约80千米。这条月溪非官方地命名为“鲍氏月溪,Rima Pau”(图9b)。但人生哪会有这么顺畅呢?往后的岁月,接踵而至都是不少的阻滞和挫折,间有喜与乐。随着珠江三角洲的急速发展,香港晴天的日子越来越少,可以拍摄月球的晚上真的少得可怜。碰上了晴天的晚上,月球却是午夜后才可见,从睡梦中醒来,迎来的是凛冽寒风,在望

远镜中的月像,舞动得令人有点眼眩。往往在预备收镜的时候,荧光幕内的月像又静止不动了,刚拍得几段视频,月像又跳动起来。老天爷总是这样喜欢作弄人,当你感觉绝望时,他会给你一点安慰,忽然来一整晚大气相对稳定的时刻,让你拍得不亦乐乎。还有他的把戏经常层出不穷,令你疲于奔命。有些读者可能不知道,一些在天平动区域内的地貌,例如著名的东海,一定要在非常有利的条件下才能拍到,现实就是这条件出现时,往往不是密云就是大气非常扰动,令你无法拍摄成功。过去的十多年,上述的情景不断重复上演,而月球的照片也只能一点点地累积起来。2012年笔者先将部分的月球照片小量制作了一本《月球摄影集》,反响不错,得到了不少读者的宝贵意见,增强了制作未来《月球摄影观测图册》的信心和方向。2014年,拍摄的工作基本上完成了,要展开繁琐的编辑工作。首先要从万多张照片内挑选最合适的一两千张,还要将选出来的照片重新处理以达至应有的效果。跟着便要做版面的设计和编排,这牵涉到照片的裁剪,相互关系的排列。最后便要加上文字的描述。为了确保数据的无误,要不断反复参考有关书籍期刊和网络上的资料,两年内就是这样夜以继日不间断地做着做着,终于在2016年初完成了英文版本的编订,随之便要开始编撰中文版的工作,同时还要思量图册 出版的形式。经过反复思虑,最终决定在网络上以PDF格式,免费让世界各地的天文同好下载,这样达致推广月球摄影观测的成效最大,而且更是环保。2016年2月初,英文版的《月球摄影观测图册》终于顺利在网络上发表,而小量的光盘互动版也制作完成,免费送赠给各地的天文机构和图书馆。同年8月中文的繁体版和简体版也相继在网络上发表,让世界各地的华人天文爱好者下载。藏在笔者心底多年的心愿终于完成了。同好们对图册的评价,对笔者是很大的鼓舞和鞭策。英国天文协会月球组总监列特巴洛教授:你的月球图册真的成就卓越,结合优秀的图像和全面涵盖差不多整个可见的月面,其他的图册只能二者取其一,而你的却可两者兼得。我真的很难想象你为图册投放了多少的技艺和精力,但你已成功为全世界的月球观测者取得重要的成果,我们都亏欠了你,而我也非常肯定你的月球图册,在未来的岁月中仍然是无价的资源。美国月球学会前会长波特先生:我曾使用过、细阅过不少的月球图册,但我都很轻易便可将它们放置在一旁,可是阿鲍的《月球摄影观测图册》却令我爱不释手。其实这并不是件好事,因为我在工作时仍然细阅这本图册⋯⋯除了一些小问题外,这是我已使用过的月球图册中最好的一本⋯⋯吸收了图册的内容,相等于在学院内上了一课月球地质学⋯⋯ (未完待续)

图1 夕阳西下的直壁。连同南面的半弯形山峰,它们就好像一把掉落在云海里的利刃。在直壁的西面是一组结构复杂的皱脊,在斜阳照射下特别显眼。处理图片时,特意保留粗粒的画面以回味昔日使用胶卷和相纸的时光。

图4 图册的内页

图3 图册的内页

图2 不同版本的《月球摄影观测图册》

图5 上图是美国阿波罗15号飞船拍的,显示月面雨海地区的熔岩流痕迹(位置见下图箭头所指)。下图是笔者用250m m反射镜拍的,两者的光照角度相当接近,照片显示天文爱好者也可以拍到很高解析力的照片。

图6 本文所有月球照片都是用一支250毫米口径自行组装的牛顿式反射望远镜拍摄的,焦比是f/6,于2003年由笔者的朋友转让。主镜是美国R oyce P recision O ptical C om ponents 制造,副镜是P rotostar Q uartz 制造,短轴直径45.75 毫米。镜筒由铝合金卷制,电动调焦器是美国JM I N G F - M N 2型号。整台望远镜安放在A stro P h ysics A P 9 0 0 型号的赤道仪上,脚座是柱立式三脚架。平常为了安全,望远镜都会被拆卸下来,赤道仪盖上防水布袋。每次拍摄时都要重新装上望远镜,还要预留多些时间让赤道仪散去日间受阳光蒸晒的热力。2003年开始使用Philips Toucam Pro网络摄影机来捕捉月球影像,它的价格便宜但功能超强,很多高解像的照片都是经它拍摄的,不足之处是像素尺寸只有640×480。后来添置了一部D M K 31AF03.AS摄像机,像素尺寸是1024×768,录像速率也较快。近期又增添了一台国产的ZW O ASI120M M 摄像机,像素尺寸达到1280×960 ,录像速率也达到每秒30幅,后期的广角照片都是用它拍摄的。除了利用Tele Vue 制的2.5倍和5倍的巴洛镜来提高望远镜的焦比到f/15和f/30外,有时为适应不同的大气视宁度,也会用高桥20毫米和12毫米的投影专用目镜,配合不同长度的延伸筒以达到最合适的焦比来拍摄。获得的月球影像是用影像软件R egistax来处理,之后再用图像处理软件做最后的润饰。

东南方向

图7 拍摄地点在香港中上环区住所外的1.5 米宽的阳台上。中上环区是香港主要的商业中心,亦是香港空气污染和光污染最严重的地区之一。晚上,商业大楼的泛光灯照亮了整个天空犹如白昼一样,肉眼只能看见亮度2等或以上的亮星,像牛郎星和织女星等。阳台的四周都被高耸的大楼所包围,只有小部分向东、向南和向西的天空没有太大的遮挡,向北的部分则被大楼完全遮挡了。每次拍摄时都要等待月亮爬升到较高的位置才可以开始,在一个朔望月周期中,只能在农历初七至农历廿二期间才能拍摄月亮。在香港,晴朗的晚上非常少,以笔者住所来说,一年中可以拍摄月球的晚上极少能超过3 0天,而平均的大气视宁度介乎4至6级之间,10级为最佳,一年中只有数个晚上能遇上7级或以上的情况。夏天时,住所附近的空调不断散发出炽热的气流,令大气的稳定度大大降低,在这种恶劣观测环境中进行高倍摄影是一项极大的挑战。不过利用数码录像机,辅以先进的图像处理软件,加点耐心,还是可以拍到一些高质量的月球照片。

东方

西南方向

图9a 照片中央是情人拱形小山和月溪,箭头指的是笔者找到的拱形小山 图9b 箭头所指是鲍氏月溪

图9c 美国月球勘测轨道飞行器拍摄曼尼里乌斯撞击坑以南的地区,由于光照角度较高,只可隐约看见由作者在2003年12月30日发现的鲍氏月溪

图8 从笔者家阳台高楼的缝隙之中拍摄的满月

图10 本文所有照片的定向除特别标明外都是南方在上、北方在下、东方在左、西方在右,在反射望远镜或没有安装天顶棱镜的折射镜和施密特·卡塞格林望远镜看到的便是这种定向。这种定向比较传统,较多天文爱好者采用。在望远镜中加上了天顶棱镜看到的定向是北方在上、南方在下、东方在左、西方在右,即所谓“镜像”。近年来太空探索活动频繁,美国航空航天局(N AS A )发布的照片采用了和目视相同的定向,即是北方在上、南方在下、东方在右、西方在左。为了易于和美国航空航天局的照片比对,很多天文书刊都采用这样的定向。现今很多观测者都是使用反射望远镜来观测月球,虽然有点反潮流,笔者还是决定文章内的照片采用传统的定向,这样在实际观测中比较方便比对。若读者有需要与美国航空航天局的图片比对。只要将图册上下倒转便可以。相信读者都能理解到无论采用任何形式的定向,都不能完全满足在世界上使用不同望远镜和不同地域的观测者之需求。

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