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文 ◎ 張海山 圖 ◎ 新紀元資料室
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面對民間排山倒海質疑「太空漫步直播」造假,中共專家慌忙「闢謠」,連太空中「出現氣泡,純屬正常」如此違背物理常識的話也出籠了。究竟神七出艙直播真或假,美國太空署噴射推進實驗室華人專家曲錚博士為您分析。
中共於九月底直播的神舟七號飛船「太空漫步」中,出現很多在太空無法解釋的物理現象,包括討論最熱烈的太空中「冒氣泡」現象,被各界質疑為用「水中類比」錄像冒充太空行走直播。兩個月來網上為此事爭論不休。面對各界詰問,中共沉默一個多月後,終於在宇航員即將訪問香港前夕,於十一月十四日忽然拋出了媒體採訪「神七專家」──航太工程副總設計師王忠貴、中國空間技術研究院副院長于登雲等人的報導。他們在不同的媒體報導中,用一致的口徑「批駁」神七直播造假的說法,與此同時,他們卻承認網友們看到的「氣泡」的確是「氣泡」,並用「科學道理」解釋太空中的「氣泡」,頓時引起網民炮轟。有網友乾脆戲稱,「王泡泡,真空氣泡發明人,可得諾貝爾獎。」
面對民間各界的質疑和中共專家就神七「太空漫步直播」的「闢謠」以及由此引發的討論,《新紀元》記者採訪了在美國太空署噴射推進實驗室工作的華人專家曲錚博士。曲博士用通俗的語言從專業角度分析了CCTV「太空漫步直播」中各種令人費解的現象,充分的論證了所謂「太空漫步直播」,實乃造假錄像。以下內容根據採訪整理。
中共承認太空「冒泡」 震驚世界
《新紀元》記者問(以下簡稱問):您怎麼看中共「專家」對神七造假的「批駁」以及對「氣泡」的解釋?
曲錚答(以下簡稱答):我覺得這個「氣壓差」本來不值得說甚麼,因為網友們質疑的氣泡大多是在打開軌道艙門之後兩分鐘以上,甚至五分鐘之後,那麼小的軌道艙——軌道艙尺寸為長二點八米,直徑二點二米,還不到半個普通臥室大小——打開一個直徑半米以上的艙門那麼長時間,艙內外早就達到平衡,都是真空狀態了,哪還有甚麼氣壓差!比如「直播」視頻中最引人注目的那個「氣泡」(http://tw.youtube.com/watch?v=fvz0GZPNIF五分四十九秒處),就是從宇航員翟志剛的頭盔底部冒出的並加速上升,同時尺寸隨著上升逐漸變大那個,這是在指揮大廳宣布「神舟七號已出艙十分鐘」之後大約二十二秒。在真空失重的條件下,沒有氣壓差就很難解釋不斷冒出的快速運動的小物體(不論是不是氣泡)。因為在沒有阻力又處於失重的真空環境,物體必須有一個初始速度才可能飛動。因此所謂的「氣壓差」不過是避開要害的搪塞之辭罷了。
不過出人意外的是,「專家」們居然承認太空中可以冒氣泡!開始我以為是口誤或者是記者的理解問題,而他實際想說的是,那些東西不是氣泡,而是氣壓差帶動了氣流,吹出來的艙內碎屑甚麼的。但後來在網上發現了兩個版本的採訪,一個是《香港文匯報》採訪中國載人航太工程副總設計師王忠貴,一個是《東方早報》電話採訪中國空間技術研究院副院長于登雲。兩人口徑一致咬定太空冒氣泡,純屬正常!王忠貴說「翟志剛打開艙門時,艙內外存在零點零二個氣壓差,因此出現氣泡,純屬正常現象。」于登雲說:「宇航員剛打開艙門時,�堨~氣壓不完全一致,存在氣壓差就會產生氣泡。」這樣看來就不是口誤或者記者理解錯誤的問題了。
神七專家居然說出太空中「出現氣泡,純屬正常」這樣違背物理常識的話,可以說令全世界的同行感到震驚。其實本來網上有很多神七的「鐵杆」支持者想盡辦法論證,說直播中止不住往上冒的那些東西不是氣泡。這下可熱鬧了。

二零零八年十一月十一日,神舟七號返回艙在北京軍事博物館展示。(Getty Images)
太空中真會產生氣泡麼?
問:可否請曲博士解釋一下,到底太空中是否能有氣泡產生?
答:好的,氣泡的產生要求氣體外面有一層液態膜。太空環境下,背陽的地方(出艙活動是在飛船的陰影中,直射的太陽光照不到)是超低溫環境,能達到攝氏零下兩百多度,真空氣壓又為零,這時候如果有一兩滴水珠暴露在真空中,頃刻之間就會蒸發或者結冰。就算不幸中的萬幸有一個氣泡能形成,因為氣泡外的氣壓為零,這個泡泡也馬上會像升入高空的氣球一樣膨脹炸掉。所以兩位「專家」的言論實在令人匪夷所思。
不過不管怎麼說,即使神七專家們能把「氣泡問題」說圓了,也並不能說明甚麼。從專業角度來看,這次「直播」錄像的硬傷不在這�堙A而是直播中的畫面和軌道計算不能吻合,也就是說,從軌道計算表明應該看到陸地的時候,直播畫面中顯示的卻是大片海洋!
應是陸地 直播卻出現海洋
問:能不能先簡要談談您剛才說的直播中的畫面和軌道計算不能吻合是怎麼回事?
答:可以。先說一下這�堸Q論的CCTV視頻
http://v.cctv.com/html/wwwwxinwen/2008/09
/wwwwxinwen_300_20080927_83.shtml
這個版本連續四十分鐘沒有間斷,確定時間比較方便。視頻中有顯示指揮大廳內的時鐘的畫面,這樣就可以確定視頻的0:00,即開始播放時間對應的實際北京時間是16:30:28。
接下來通過軌道計算,確定飛船在某時某刻的位置,再結合視頻分析確定飛船攝像鏡頭的擺放角度,然後計算出「直播視頻」中飛船軌道艙門所面對的那一小片地球背景對應的實際地理位置。結果我發現視頻中多處出現本應該看到大片陸地的時候,「直播」中卻顯示為大片海洋。
具體來說,在我們都熟知的那個「歷史性時刻」,也就是從北京時間16:43:15軌道艙門第二次打開不久(視頻截圖見圖一),一直到16:44:15左右,當翟志剛探身出艙宣布「感覺良好」的時候(視頻截圖見圖三),按照軌道計算,在這一分鐘之內其實神七飛船正在非洲索馬利亞附近海域的上空(見軌道圖二、四,飛船以白色圓點表示),而這段時間飛船上的直播攝像鏡頭正瞄準了非洲東部的莫桑比克、贊比亞境內(見軌道圖二、四,攝像鏡頭中看到的地球曲面應該是綠色圈和紅色夾角相交的部份)。正常情況下,你應該從視頻中軌道艙門正對的那個地球背景上,看到莫桑比克灰綠色的大片陸地,可是在「直播」視頻中我們始終看到的都是橫貫近千公里蔚藍色海洋。
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圖一、北京時間16:43:15,翟志剛第二次打開艙門不久,身體尚未出艙門。
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圖三、北京時間16:44:15左右,翟志剛說「感覺良好」。
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圖二、軌道圖。北京時間16:43:15,飛船正在索馬利亞附近海域的上空,而此時攝像鏡頭中的地球曲面邊緣應該是在非洲東部的莫桑比克境內(綠色圈和紅色夾角相交的部分)。 |
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圖四、軌道圖。北京時間16:44:15,飛船正在索馬利亞附近海域的上空,而此時攝像鏡頭中的地球曲面邊緣應該是在非洲東部的莫桑比克境內(綠色圈和紅色夾角相交的部份)。 |
當翟志剛開始回艙的時候,在北京時間16:56:47左右,飛船正在西藏上空,而攝像鏡頭中的那個地球曲面邊緣應該是在印度次大陸的西部海岸的陸地部份(軌道圖見圖五),可視頻畫面卻出現了尺度超過五百公里的大片藍色海洋(視頻截圖見圖六);在北京時間16:58:08左右,翟志剛身體大部份已進入軌道艙,飛船在青海省上空,攝像鏡頭中的地球曲面邊緣應該是在印度次大陸腹地(軌道圖見圖七),視頻中卻出現了尺度超過五百公里的大片藍色海洋(視頻截圖見圖八,因為光線的原因海洋呈深藍色)。
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圖五、軌道圖。在北京時間16:56:47左右,飛船正在西藏上空,而攝像鏡頭中的那個地球曲面邊緣應該是在印度次大陸的西部海岸的陸地部份(綠色圈和紅色夾角相交的部份)。 |
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圖七、軌道圖。在北京時間16:58:08左右,飛船在青海省,攝像鏡頭中的地球曲面邊緣應該是在印度次大陸腹地(綠色圈和紅色夾角相交的部份)。 |
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圖六、在北京時間16:56:47左右,翟志剛開始回艙的時候。 |
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圖八、在北京時間16:58:08左右,翟志剛身體大部份已進入軌道艙,視頻中卻出現了尺度超過五百公里的大片藍色海洋(因為光線的原因海洋呈深藍色)。 |
問:能不能簡單地介紹一下這個軌道圖?
答:好。這個軌道圖中的白點就是飛船位置的地面垂直投影,淡黃的細線是飛船軌道在地面投影,大的黃點是太陽所在位置投影,也就是太陽的直射點。地圖被分為兩半,顏色較暗的一半是黑夜。飛船是自西向東飛的(在圖中從左向右)。這個綠色的圈就對應著飛船上看到的地球邊緣。而紅色的夾角,大概三十度,就是攝像機的視角,所以夾在紅色夾角範圍中的那一部份綠色的圈,就對應著視頻中看到那個地球的邊緣。
問:能不能給我們的讀者通俗解釋一下綠色的圈為甚麼就是地球邊緣呢?我感覺在太空中應該能看到半個地球,為甚麼這麼小的一個圈就會是飛船上看到的地球邊緣?
答:好,我來解釋一下。軌道圖中這個綠色的圓圈是飛船的覆蓋範圍(footprint)。請看下面這張地球和飛船的位置示意圖(圖九)。神七的軌道屬於低軌,高度大約是三百四十公里,和地球半徑六千三百七十公里相比較,還是相當小的。在這個圖中,為了方便看清楚我已經把軌道高度放大了。視線(圖中的綠色直線)和地球的球面邊緣相切點就是飛船能看到的地球最邊緣。也就是說,圖中的綠色圓圈代表了飛船能看到的地球球面的邊緣。這個圈的直徑用高中幾何就可以算出來,大概是兩千公里多一點。在軌道圖中這個綠圈看起來小,主要是因為圖中的地圖是柱面投影,地球兩極很小的地方被展開放得很大,同樣原因使這個本來是圓形的綠圈發生變形,看起來不那麼圓了。
圖十是類比在北京時間16:40:43時從飛船的軌道位置看到的地球景象,相應的軌道圖見圖十一。可以看到整個非洲大陸看起來占到視野中這個球面的一半。所以在飛船上看到的並不是半個地球。而此時飛船的攝像鏡頭是朝向南偏西大約四十六的方向,應當看到大片陸地,我們可以和同一時間視頻中看到的地球圖像(視頻截圖圖十二)比較一下,按照軌道計算結果,視頻中的海洋是不可能出現的。
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圖九、地球和飛船的位置示意圖。 |
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圖十、類比在北京時間16:40:43時從飛船的軌道位置看到的地球景象。
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圖十一、軌道圖。北京時間16:40:43,艙門剛剛打開,飛船在非洲的坦桑尼亞上空,攝像鏡頭中的地球曲面邊緣應該是在非洲南部的博茨瓦納和納米比亞(綠色圈和紅色夾角相交的部份)。 |
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圖十二、北京時間16:40:43,艙門剛剛打開,視頻中的地球出現大片海洋。 |
問:就是說,視頻中藍色的是海洋,對吧?那麼如果正常情況看到的是大陸,從太空中看它的顏色是甚麼樣的呢?
答:從太空中看地球是甚麼樣,請看圖十三。

圖十三、美國太空署公布的地球照片Blue Marble。紅色部份為非洲莫桑比克(左下紅色)和印度次大陸西北部(中間紅色)。
這張圖叫藍色大理石球(Blue
Marble),是美國太空署公布的地球真彩色圖。你可以看到莫桑比克灰綠色的陸地(包括植被)、印度次大陸西北部灰色略帶黃色的陸地。當然這個圖中莫桑比克陸地的顏色比較暗,是因為圖中的莫桑比克位置的陽光入射角比較低,而神七出艙這段時間,莫桑比克正在太陽直射點附近,應該呈現更亮的顏色。無論如何,莫桑比克和印度這些地方不會是藍色的。
問:軌道圖中紅色夾角就是攝像鏡頭擺放的張角吧,這是怎麼確定的?
答:根據新華社的報導,飛船有兩臺艙外攝像機,從直播畫面中也可以看出來,一臺攝像機可以看到地球的弧形邊緣,另一臺看不到。我們這�婸〞漪O前者。
如果我們連續看一段有地球的視頻,就會發現視頻中地球上的雲層幾乎是完全垂直向下轉動的。因為雲層相對於地球的速度比飛船要慢得多,可以忽略,所以實際上我們看到的不是雲層運動,而是因為飛船的星下點(飛船在地面的垂直投影)相對於地面大約七公里/秒的運動造成的視覺效果。如果我們借用視頻畫面中的「上下」概念來說,飛船是向上飛,攝像鏡頭對準了下方,也就是飛船飛行方向的正後方拍攝,或者說攝像機是對準飛船尾部拍攝的。至於攝像鏡頭的張角,可以通過測量視頻畫面中地球邊緣的弧形來估算它的張角,大概是三十度左右,這就是軌道圖中的那個紅色張角。得到了這個張角,通過幾何計算可以確定視頻中顯示的地球部份,其橫向尺度大約一千公里。
問:軌道計算應該是一個很複雜的過程,怎樣保證計算準確呢?計算結果有多大的誤差呢?
答:CCTV直播錄像中有一段時間(指揮大廳宣布「出馬林迪測控區」之前)恰好顯示了指揮大廳螢幕中的飛船即時軌道資料(經度、緯度、高度、時間),這應該是根據實測校準的最精確資料了,這使得我可以把自己計算的軌道資料與之相比較。那麼我發現兩者的誤差雖然大於不同程式的計算誤差,但對於我們這個估算來說的精度還是足夠的:
指揮大廳顯示飛船位置(北京時間16:46:30):緯度8.267N,經度54.030E,高度332.429 km。
我計算的資料:緯度8.2856N,經度54.0416E,高度332.410 km。
我們可以看到,經度、緯度誤差在小數點之後第二位,相當於不到三公里尺度的水平位置誤差,或相當於時間誤差在一秒以內(飛船速度七點七公里/秒)。我們看到視頻中那個地球轉動很慢(其實是飛船在飛造成的視覺效果),一秒鐘畫面變化很小,因為畫面中顯示的地球實際尺度很大,橫向尺度大概是一千公里。因而一秒鐘的軌道誤差絕不會造成畫面中本來應該顯示陸地卻出現大片海洋的情況。計算的高度誤差為十九米,相對誤差大約是6E-5,由此引起的飛船覆蓋範圍(軌道圖中的綠圈)的半徑計算誤差為零點一公里。也就是說,對於以上的視頻分析,軌道計算的精度是足夠的。
這�媔陲K再說一下計算軌道需要的飛船軌道的參數,這樣讀者中有些業餘衛星、無線電愛好者也可以自己算一下。
飛船軌道參數可以從幾個渠道獲得:space-track.org,這�堣膝洩漪O美國國防部對外發布的軌道資料,需要註冊用戶(免費);還可以不用註冊直接在這個民間的天文觀測資訊網站下載:calsky.com,我核實過,這�堛爾禤ぅM國防部的是一樣的。用神七飛船的目錄編號33386就可以查到飛船的軌道參數。
問:剛才提到美國國防部,有一個問題很多網友都想知道,就是美國那麼先進的間諜衛星看不到嗎?神七「直播」造假為何不見美國反應呢?
問:這個問題比較有意思。說句實話,美國政府是否對此做出正式反應,並不純粹是科技領域的事情。
技術上講,間諜衛星要能看到神七飛船的艙門口有沒有人,需要非常巧合的機會。神七飛船在出艙直播的時候是沿著三百四十公里高度的圓形軌道飛行。對於空間飛行器來說,這已經是非常接近地面的低軌(LEO),大多數的衛星軌道高度要比這高,因為在這個軌道或再比這個軌道更低就會開始受到高層大氣稀薄氣體分子的輕微摩擦減速的作用,長期作用會造成軌道變化。但是如果間諜衛星的軌道高度比神七更高的話,即使正好在出艙的短短十多分鐘內飛臨神七上空,它也看不見出艙活動。因為神七的軌道艙口是對著地球的,出艙活動是在飛船和地球之間,對間諜衛星的視線來說,神七的船體正好把出艙的宇航員擋住,飛船厚厚的的金屬殼能把可見光、紅外線、雷達微波都擋住。
關於「直播」的其他疑點
問:關於所謂的「直播」,還有許多其他的疑點,您從專業角度怎麼看待這些疑點?
答:網上所討論的疑點,從專業的角度來看,並不一定都是站得住腳的質疑。但還是有很多質疑是相當有力的。比如說,有網友發現,這個直播錄像(http://tw.youtube.com/watch?v=fvz0GZPNIF0)
在五分四十三秒和五分四十五秒之間雲層突然發生大規模變化(見圖十四)。實際上,如果直接觀看錄像會更清楚看到雲層結構突然之間發生大規模變動。注意這個突變不是由於神七飛行造成看到的景象變化。因為神七的星下點移動速度是七公里/秒左右,可是突然發生變化的雲層結構超過一百公里範圍。按照物理常識,在兩三秒之內雲層的結構是無論如何不可能造成這樣大規模的變化的,因為如果雲層運動速度真有那麼快,早就超過第一宇宙速度七點八公里/秒,飛出地球了。有些人猜想是不是因為攝像機的曝光設置恰好改變,造成過度曝光,使得比較亮的海面被攝成白色,看起來像雲層。這種說法也有一定道理,但是如果曝光設置發生變化,有攝像經驗的人知道,在畫面其他地方,特別是比較暗的地方,你在這兩秒鐘應該看到畫面一閃,變亮。可是我們盯著宇航員或飛船其他地方看,並沒有這種現象。也就是說,如果雲層的突變是因為攝像機的曝光設置在這兩秒鐘發生變化,那麼拍攝雲層和拍攝其他部份(包括宇航員)用的不是同一個攝像機。反而說明錄像是造假!
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圖十四a 神七直播中的雲層大規模突變。(5:43截圖) |
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圖十四b 神七直播中的雲層大規模突變。(5:45截圖) |
還有朋友提醒說,新華社曾經在二零零八年七月份發表報導「『神七』飛船總指揮:宇航員出艙行走不繫帶」,報導中記者詢問神舟七號飛船總指揮尚志:「宇航員出艙要繫帶行走,這個帶是在艙外還是艙內繫呢?」尚志回答「不繫帶。直接出艙。」而且說不繫帶出艙行走不會有危險。記者還引用研究員龐之浩介紹的俄羅斯和美國早期的繫帶行走(tethered
EVA)和現在的不繫帶行走。要說明的是所謂繫帶行走並不僅僅是指繫安全帶。而是美國、前蘇聯早期宇航服和母船之間連接著一根臍帶,這根臍帶既起著安全繩的作用,同時也給宇航員提供能源和氧氣等生命供給,這根臍帶是不能斷開的。不繫帶行走的宇航服自己供應能源和氧氣等,臍帶是可以斷開的。當然我們看到神七直播中宇航員的白色臍帶始終沒有斷開。按總指揮說法,本來設計上可以斷開的臍帶,最終連斷開哪怕一秒鐘作為測試來取得資料都沒有做。作為科學試驗這是很奇怪的事情。但如果真像網友說的那樣,所謂的出艙行走都發生在水中,那麼這根臍帶可能就需要承擔特殊的任務:把宇航員呼出的氣體輸送走;這樣的話臍帶一旦斷開,宇航員就會在水下不斷吐泡泡,豈不尷尬?◇