潜望镜用了什么原理(火箭发射时,那些不可思议的空中画面,到底是怎么拍摄的?)

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潜望镜用了什么原理(火箭发射时,那些不可思议的空中画面,到底是怎么拍摄的?)


火箭发射,相当激动人心,但你得要感谢这些不但展现了火箭点火的瞬间,也一路跟拍,直到火箭进入太空的摄影画面。因为想要拍下它们,并不是一件容易的事情。

那么,你刚刚看过的火箭直播画面都是怎么拍出来的呢?其实,我最好奇的有两点,一个是近,一个是远。近的是火箭发动机点火的瞬间,位于喷口下方的画面是怎么拍出来的,要知道,这些以每秒数千米的速度喷出的炽热燃气,温度可以高达3000度,再给点力都要接近太阳表面的温度了,摄影机对着它拍就真的不会化吗?另一个就是远,这些庞然大物起飞之后以惊人的每小时5000公里的速度远离地面,同时也在远离地面上对着它拍摄的摄像机,然而,为什么我们依然还是能够拍下那么清晰的飞行画面呢?难不成,是跟着它一起飞的吗?

好,一个个来,首先我们要明确一点,尽管这些唯美的画面看起来似乎就是为了满足我等吃瓜群众的好奇心的,但实际上,它更主要的作用是为了向工程师和科学家展示出在火箭发射的各个关键阶段都发生了些什么,比如引擎点火、脱离支架、姿态调整、助推器分离等等。甚至在某些情况下,它们还会成为事故调查中最最重要的关键证据,比如挑战者号和哥伦比亚号航天飞机的灾难。所以,现在你想明白了为什么工程师要不惜一切代价的在火箭下面,在火箭四周、在火箭身上布满摄像机吗?那都是他们为了自己,娱乐观众,只不过是顺带的。

土星五号火箭点火时,位于发射平台的摄像机拍摄的画面

为了仔细的观察火箭发动机点火瞬间的状态,工程师将每秒能够拍摄500张画面的高速摄影机直接安装到了发射平台上面。但其实就像画面里本身已经拍摄到的一样,在烈焰之下,摄像机是如何保全自身的呢?原来,它是被安装在厚厚的水泥垫内部,既没有靠近发动机喷口,也实际上根本就没有抬头望向那个红彤彤的屁股,而是将镜头对准了一块由石英玻璃制成的耐热反光镜而已,通过跟潜望镜类似的原理安全的拍出了这样的宝贵瞬间,让我们也能贴着鼻子的感受到火箭的温度。类似的摄影机其实布满了发射架,从而能够让工程师们全面的掌握火箭从启动到脱离这整个过程的每一丝细节。

那么,上天之后呢,我们该怎么追着火箭拍呢?如果你对摄影有一点了解的话,应该知道一种叫做长焦镜头的东西,就是焦距越长越能把远处的景物给拉到近处,然后看个清清楚楚明明白白,日常生活中...不要乱用哦,不过用来拍火箭嘛,就需要比日常的焦距更长才行了。为了拍出几十公里外满屏的火箭画面,摄影机的焦距会是一个天文数字,它看起来确实也挺像天文望远镜的哦,焦距往往要达到10000毫米以上,才足够把火箭拉到我们的眼前。

但这就带来了另外一个问题,因为焦距越大视野范围也就越窄,而火箭又跑的飞快,想要把它锁在画面中央,摄像机就得要同步跟着火箭来转。想想你也知道,这可不是一个能靠徒手举着摄像机就完成的活哦。实际上,为了达到目的拍出效果,NASA很早就在开发能够追踪火箭发射的光学系统了,甚至早过了它自己的历史。

M45 Quadmount 防空机枪塔

经过改装之后的第一款火箭追踪摄影系统

1946年,天文学家克莱德汤博,就是在16年前发现了冥王星的那位,被军方邀请来改进一款可以更方便的拍火箭的装置。于是,汤博的团队就把一台二战中剩下的M45防空机枪塔做了一些升级改造,用两台接着35毫米胶片摄像机的天文望远镜换掉了原来的50毫米机枪,然后在中间装上双筒镜,拍摄人员坐进去之后一边用双筒镜来观察火箭的飞行轨迹,一边手摇摇柄,控制平台来跟上火箭的节奏。于是,本来是要把飞在天上的东西打下来的攻击者,如今变成了能让它们飞的更愉快的守护者,历史赋予一样东西的使命还真是可以说变就变哦。

既然模式定了,后来NASA在地面上拍火箭的装置基本上就都是同款升级而已,从手动变成了自动、从黑白变成了彩色、再从胶片变成了数码。而拍摄的火箭呢,也从老套的NASA样式变成了科幻的SpaceX样式。

未来,让我们期待更精彩的火箭发射吧。

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