世界攝影日是全世界攝影師及攝影愛好者的節日，在每年的世界攝影日，我們都會欣賞到攝影師拍攝的絕美照片。2024年世界攝影日，我們有幸欣賞到來自太空攝影師的“空間站大片”。

這位太空攝影師是葉光富，神舟十八號載人飛船指令長。他通過空間站的舷窗捕捉到了地球璀璨奪目的美景，一幅幅超越想象的“空間站大片”震撼來襲。在欣賞太空美景時，我們會想，拍攝這樣的照片需要哪些條件呢？

空間站舷窗：觀看太空的“窗戶”

要想在空間站“出片”，首先你需要一個絕佳的觀景窗口。這個觀景窗口便是舷窗，舷窗是指具有水密性或氣密性的圓形或特定形狀窗，具有通風、採光和觀賞功能。

在空間站中，舷窗不僅是航天員觀賞地球美景的窗口，更是觀測航天器運行狀態、進行科學實驗和保障航天員安全的關鍵設施，這種類似於汽車擋風玻璃的窗口，為航天員的“出片”提供了先決條件。

玻璃越來越亮，照片越來越清晰

舷窗作為觀察外界的窗口，首先要具有高清晰度。如果將中國航天員在太空拍攝的照片放在一起對比，不難發現，從神舟五號到天宮空間站，航天員拍攝的照片清晰度越來越高，這背后離不開透亮的舷窗。

開車的朋友都會有這樣的經歷，長時間行車會在擋風玻璃上出現很多污漬，這在很大程度上影響了我們觀察外界的清晰度。舷窗也是一樣，特別是在外太空中高能粒子的沖擊和摩擦下，表面很容易被刮花。

針對這個問題，中國科學院上海硅酸鹽研究所研發了一種高科技防污染涂層，該涂層猶如一層隱形的護盾，保護舷窗免受宇宙塵埃與粒子的侵擾，確保航天器的“慧眼”始終清澈明亮。該項技術為航天員提供了絕佳的觀看體驗，可以清晰地領略地球家園的絕美風光。

空間站舷窗由什麼高科技材質組成？

空間站在近地區域以橢圓形軌道繞地球運動，周期性地進入地球陰影區和日照區。這種快速的位置變化導致了空間站巨大的溫度波動，最大溫差可超過200℃。

我們知道，如果給盛裝熱水的玻璃杯立即裝入冷水，玻璃杯會有爆裂風險，空間站的舷窗玻璃也是一樣，普通玻璃很難耐受如此大的溫差。那麼，什麼材質才能受此“重任”呢？

熔融二氧化硅玻璃又稱熔融石英玻璃，是一種特殊的高科技材質。該玻璃在制備過程中會經歷上千度的高溫，具有極低的熱膨脹系數，能夠在極端的高低溫環境中保持結構的穩定。此外，該類玻璃還具有極高的強度，能夠抵御高速飛行的太空碎片撞擊，其強度遠高於防彈玻璃。

這種高科技材料制造的空間站舷窗造價不菲，這樣的舷窗在中國的天宮空間站可不止一個。據報道，天宮空間站的核心艙睡眠區、問天艙睡眠區等區域都有這樣的舷窗，並且隨著空間站建設的不斷完善，中國航天員的“天景房”還會增加更多的觀景窗口，以滿足更全面的觀測需求。

穩定的飛行姿態，特殊的“防抖”技術

中國天宮空間站飛行姿態的穩定也是航天員“出片”的關鍵因素。控制力矩陀螺是空間站姿態控制的關鍵設備，它利用高速旋轉的飛輪獲得角動量，並通過改變角動量方向對外輸出力矩，從而實現對空間站姿態的精確控制。

該技術曾是中國航天技術的“攔路虎”，為突破核心技術被國外封鎖的難題，中國航天人經過不懈努力，研發出集精度高、響應快、壽命長、可靠性高等優點於一體的控制力矩陀螺系統，為舷窗大片的拍攝提供了基礎保障。

“出片”利器：先進的超高清相機陣列

當以上條件均滿足后，是不是就可以在太空拍照了呢？稍等，萬事俱備，隻欠“東風”！而這個“東風”便是先進的拍照設備。近年來，拍照技術的發展可謂是突飛猛進，就連手機的拍照像素就可以很輕鬆地達到幾千萬甚至上億，拍月亮也成了各大主流攝影設備的必備技能。

先進的超高清相機陣列，能夠很輕鬆地拍攝出超過億級像素的圖像，並且保持豐富的細節和飽滿的色彩，再加上相機內置的自適應光學系統，可以實時補償大氣擾動和空間站輕微振動造成的圖像模糊，使得空間站“出片”不再是難事。

隨著航天技術的飛速發展和科技的不斷進步，我們對地球的了解也越來越深。這些高科技技術成果不僅讓我們見証了地球的壯麗與神奇，更激發了人類對未知世界的無限好奇和探索欲望。未來，期待更多令人震撼的“空間站大片”誕生，共同見証人類航天事業的輝煌篇章。

作者：物理化學博士石暢

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