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神七出舱镜头并非“水下模拟”

神舟七号出舱没有造假,阿波罗登月并非骗局

xburke 发表于  2011-06-22 15:50

最近,一个关于“2008年9月27日神舟七号出舱活动是造假”的视频在网上流传开来。质疑者提出,在直播视频中有几条“疑点”,并由此得出整件事是在水下模拟出来的一个“骗局”。这个观点一点都不新鲜。早在三年前中国宣布神七“出舱”成功后就流传出了类似的怀疑论,当时就有人做出了解释和辟谣。而纵观整个航空史,对人类探索太空成果的怀疑也不是第一次。当年“阿波罗登月是个惊天骗局”的说法就引起多方的激辩,各种说法至今都余波未平,时不时贴上“史上最大的骗局”的标签出现在各大论坛。

回到对“神七出舱活动”的质疑上来,从技术的角度来思考,这些“疑点”都是站不住脚的。当这些言论和观点在国外受到广泛关注的时候,活跃在天文科普网站的天文学家们也做出了科学的分析和辟谣。这里就为不明真相的群众逐一的来分析和反驳这些“疑点”。先回顾一下 质疑者的视频

“疑点”1:舱门打开时有“气泡”从舱内飘出。

反驳: 所谓的水泡其实是开舱盖时剩余气体带出的纸片一类的杂物。飞船上所携带的机器不可能将气闸内的空气完全抽尽形成绝对真空,最后舱内必然会剩余一点气压(从公开的资料可知这个气压大约为1千帕,也就是大气压的百分之一左右),与舱外的真空形成一个气压差。别小看这点气压差,它让航天员费了不小的力气才打开舱门。当舱门打开与太空直通后,在气压差的作用下舱内的气流必然迅速外散,携带纸片一类的小杂物飞出。从视频上看,这些飞行的小杂物移动迅速,运动轨迹毫无规律,恰似气流携带。这有力证明了这些物体不可能是水中的气泡——水中的气泡只会以直线缓慢上升,而且气泡都是一串串的球形,不会像视频中那样是不规则的形状。美国科学作家Ian O'Neill还专门对疑似“水泡”的漂浮物做了轨迹分析:

/gkimage/jb/k2/qv/jbk2qv.png

Ian O'Neill对漂浮物轨迹的标注

如果是在水中拍摄的话,气泡应该朝着一个方向上浮而不是像图中的轨迹那样四处飘散,这再次证明了这些所谓的水泡其实是舱内气压带出的杂物。

最后,贴一张真正的水中训练图。大家还可以从图中看到,由于人体的移动,水中不可避免的要产生大量气泡。如果出舱画面都是在水中拍摄,那么为何只在打开舱门时有气泡飞出,而人体剧烈的运动却没有产生一个气泡?可见水中拍摄说是站不住脚的。

/gkimage/pu/sk/xy/puskxy.png

航天员在水中训练

 

“疑点”2:出舱时指挥员说了一句“水中拉近,工作正常”。

反驳: 事实上指挥员的普通话不太好,他说的是“水蒸发器,工作正常”。水蒸发器是舱外航天服自持式生命保障系统重要的器件之一。自持式生命保障系统由供氧通风系统( 包括二氧化碳和有害物质控制装置)、热控系统( 包括冷却水回路、液冷服、升华器、给水箱和为升华器供水的水回路)组成。航天员的代谢热通过水升华器、水蒸发器来排除; 航天员呼吸、出汗产生湿气先通过冷凝热交换器冷凝, 再由水分离器分离。如果没有这些部件,就无法保证航天员在严酷的宇宙中保持正常体温。下图是典型的舱外宇航服构造:

/gkimage/16/jm/ch/16jmch.png

和平号空间站上使用的宇航服结构示意图,注意图中复杂的水循环结构

 

“疑点”3:航天员手腕处的反射镜中显示了几排闪光灯,而且从舱体的另一个角度无法看到。这些闪光灯是水中摄像机用的补光灯。

反驳: 这其实是舱外摄像头自带的LED补光灯。这几排小灯不光在翟志刚的反射镜中出现,他的手表和头盔也都反射到了。在神七发射前摄像头生产厂家时就已经透露了LED补光灯的存在。其实很容易从公开的神舟七号飞船舱体照片上找到这几排小灯,就在正对着舱口的位置,和摄像头装在一起。

/gkimage/7t/hd/od/7thdod.png

总装中的神舟七号,可以清楚地看到被遮盖的摄像头和补光灯

/gkimage/xy/oz/b8/xyozb8.png

2008年珠海航展上展出的神舟七号备份轨道舱,红圈所指为补光灯和摄像头

 

“疑点”4:航天员朝向地球的身体有强烈的反光,像是地面模拟光源的效果。

反驳: 事实上照亮航天员超出飞船轨道舱外的那部分身体的强烈光源就是太阳。仔细看视频,可以注意到飞船的舱口是始终对着地球的,这么做的目的是当飞船位于地球与太阳之间时,让航天员的身体处在飞船舱体阴影的庇护之中,避免阳光直射航天服,增大航天服冷却系统的负担。当航天员的身体偶尔超出飞船阴影的范围时,就会被强烈的阳光直接照射到。也许有人要问整个出舱活动都是在飞船背阳面中拍摄的,照亮背阳面的光源又是什么呢?很简单——我们的地球。阳光直射到大气层时,大部分“长驱直入”照亮我们的白天,但仍有小部分光线被外层大气漫反射到太空中,足够将小小飞船的背阳面照亮了。

/gkimage/nb/zl/5h/nbzl5h.png

神七直播视频中照亮航天员身体的阳光示意图。黄色箭头为阳光,白色箭头为来自地球大气的漫反射。注意图中标示出来的亮光范围是平行的,这代表光源也是平行的,进一步说明强光来自太阳。

/gkimage/9e/qh/0m/9eqh0m.png

俄罗斯宇航员出舱图,他的右侧身体被地球照亮了

 

“疑点”5:挥舞的国旗像是在水下挥动的效果。

反驳: 有关真空中旗子飘动的问题由来已久——没错,最早也是最著名的“真空中飘扬的国旗”就是阿波罗登月计划中的那面国旗。从阿波罗登月的原始视频中,我们可以看到旗子如同被风吹动那样飘扬,就像下面的截图那样( 完整的视频 可以在美国国家航空和航天管理局(NASA)的网站上看到。):

/gkimage/7b/tk/oi/7btkoi.png

阿波罗登月的插旗视频连续截图

这也成为登月阴谋论者的论据之一——月球上几乎是真空环境,根本没有风,旗子怎么可能飘起来呢?如今,这又成为另一群人质疑神七出舱的论据,只不过换了个马甲:航天员手中的国旗就像是在水中挥舞。事实上,两拨怀疑论者都犯了同一个错误,他们其实并不清楚旗子在真空中飘扬的形态应该是什么样的,仅仅凭借自己的想象将日常生活的“经验”错误地推广。 为了彻底弄清楚这个问题,著名的《流言终结者》节目在登月专辑里特别安排了一个实打实的实验,对比大气中和真空中旗帜的飘扬形态。正如大家在下图看到的,受迫飘扬(譬如登月的宇航员拿着旗杆旋转着往地上插,以及神舟七号的航天员拿着小旗杆挥舞)的旗帜在大气中很快就会停下来,而同样的旗帜放在真空中会挥舞得更久,幅度也更大。这是因为大气中的空气阻力起到了振动阻尼的作用。物体在水中运动的阻力几千倍于空气中的阻力,要想把水中的旗帜挥舞得像神七直播视频中那样,不知得用什么样的材质和臂力才能做到……

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流言终结者节目中的挥旗实验连续截图。可以很清楚地看到空气中的旗子更早地停下来

 

“疑问”6:航天员不像美苏宇航员那样可以在太空中“自由漂浮”。

反驳: 首先要明确的是,严格说来这次神七航天员的活动应该叫出舱活动而不是太空行走。这也就解释了为什么没有看到航天员自由漂浮的画面——因为此次任务本来就不包括这项内容(苏联和美国宇航员的第一次太空行走分别离舱5米和7.6米,神七航天员的出舱活动相比之下离舱距离的确比较短,我们可以期待在下一次神舟任务中看到真正的太空行走)。从另一方面来看,虽然没有航天员“自由漂浮”的画面,但他身体漂浮的姿态和动作与在水里完全不同,肢体的移动是比较迅速和灵活的。而我们都知道在水中由于受到粘性阻力的影响,人的动作不可能如此灵活。

 

“疑点”7:背景中的地球相对飞船始终静止。

反驳: 神舟七号的出舱活动是在一个近似正圆的轨道上进行的:

/gkimage/aj/fe/x1/ajfex1.png

神七轨道示意图

而且摄像头的方向是平行于航天器运行方向,也就是这个近圆轨道的切线方向的,因此地球在视野里所占的面积和形状是不变的。要打个比方的话,这就像是在环山公路上绕圈,视野前方当然是看上去“静止”的山和天空各一半的样子。

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画面上半部分就是地球,可以看到舱口是对着地球的

类似的情景可以在日本的“辉夜姬”探月飞船绕月飞行拍摄的 视频 里找到。

 

“疑点”8:背景中地球的云彩移动速度太快,某处的云层有大规模突变。

反驳: 我们其实可以做一个简单的计算,估计一下从神舟七号上看,云彩的移动速度应该是多少——事实上只用到高中的知识就够了。神舟七号运行在距地面343千米的近圆形轨道上,我们就认为飞船轨道是圆的。这样我们得到轨道半径为6714千米(距地面343千米加上地球半径6371千米)。由轨道半径很容易算出神七大约91分钟绕地球一圈,相对地面的线速度大约为7.7千米每秒(在神七发射后对 航天动力学专家余梦伦的访谈 中,我们可以得知更精确的数值:7.8公里/秒,大约91分钟一圈,和我们的计算值是相当符合的。同学们,认识到高中物理的重要性了吧),这是非常高的速度了。而云层相对地面的移动速度大约是多少呢?按对流层的最大风速算,也不过是几十米每秒,与神七相对地面的速度相比可以忽略不计。所以云相对飞船的速度基本就是飞船相对地面的速度,这可差不多达到第一宇宙速度了,因此从飞船上确实可以拍摄到云层的快速移动。

而所谓的在中央台台标“1”附近的云层突然变化,可能是增大的曝光造成的。事实上调整一下“存疑”截屏的饱和度和对比度,可以清晰地看到相应位置的云层没有发生所谓的突变。谣言粉碎机调查员反复观看了神七出舱过程的录像也没有找到质疑者声称的云层突变,推测可能是质疑者观看的视频压缩过程中出现亮度处理异常。即使真的出现了云层突然变化的画面,也可能是舱外摄像机的自动曝光功能暂时异常所致。

/gkimage/97/cq/w3/97cqw3.png

质疑者声称“存疑”的画面和经过对比度处理的同一画面

 

“疑点”9:视频和音频过于清晰。

反驳: 这实在是个伪问题——事实上从飞船与地面的通话中是可以听到一些杂音的,在翟志刚出舱时还明显出现了画面迟滞和花屏的现象。与此同时,质疑者们也没有给出可以作为比较的对象,谁说其他国家的天地通话质量就一定很差呢?

从上面对“疑点”的逐条分析和反驳可以看出,这些所谓的疑点都有合理的科学解释,对神七出舱真实性的指摘恰恰是质疑者缺乏科学常识的表现。在Bad Astronomy网站发表文章的天文学家Phil Plait这样评价神七的质疑者们:他们与阿波罗登月的质疑者如出一辙,都是寻找一切他们不能理解的东西,并且将疯狂的臆想楔入其中,以为这才是真相。

 

参考资料:

驳神舟七号造假论

出舱活动:生命保障系统及其进展

Ian O'Neill: Bubbles, Reflections and Space Walks… Did China Really Fake It?

Ian O'Neill: China Really Didn’t Fake It (Part Deux)

Phil Plait: Did the Chinese fake their space walk?

 

关于这个流言的更多讨论,请见流言百科条目《2008年9月27日神舟七号出舱活动是造假》。

热门评论

  • 2011-06-22 16:27 Tyrael 软件工程专业,软件工程师

    又想到一句话,很多人对于人类可以办到的事情总是充满怀疑,比如登月;而对于人类明显办不到的事情总是深信不疑,比如水变油

    [11] 评论

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全部评论(118)
  • 1楼
    2011-06-22 16:03 月月 食品科学硕士

    好!

    [1] 评论
  • 2楼
    2011-06-22 16:06 君子不言

    这次的谣言别有用心啊。

    [1] 评论
  • 3楼
    2011-06-22 16:12 yan_8469

    这种水平的谣言有必要专门发一篇文章吗?

    [0] 评论
  • 4楼
    2011-06-22 16:18 遥望船底星系 宇宙发烧友

    是国外剪辑剪的水平高,真的剪成假的

    [0] 评论
  • 5楼
    2011-06-22 16:27 Tyrael 软件工程专业,软件工程师

    又想到一句话,很多人对于人类可以办到的事情总是充满怀疑,比如登月;而对于人类明显办不到的事情总是深信不疑,比如水变油

    [11] 评论
  • 6楼
    2011-06-22 16:28 小杨 软件工程师

    视频刚出来时倒是吓坏了一群人

    [0] 评论
  • 7楼
    2011-06-22 16:38 Creative 机械电子工程、消费产品设计专业

    真相洁癖,看到造谣都造得没水平,会恶心。

    [0] 评论
  • 8楼
    2011-06-22 16:55 阿诛

    这个有必要辟谣么
    轮子大妓院搞的视频
    当时那个在美国政治避难的轮子无情的被他丈夫抛弃了
    理由是"我不在乎你的信仰,但是请不要侮辱我的智商"
    另外:气泡 我记的当时的说法是因为有压力差。

    [0] 评论
  • 9楼
    2011-06-22 17:03 Mr.Leo

    写的很好,很详细,而且很有必要。
    现在很多大学生,碰见自己不理解的东西,别人一煽。
    不去查证求知,而是转向阴谋论,典型的惰性思维模式。
    到底是教育问题呢?还是教育问题呢?或者真的是教育问题呢?

    [0] 评论
  • 10楼
    2011-06-22 17:03 Cav.ALex

    说得好

    [0] 评论
  • 11楼
    2011-06-22 17:13 Scorpio

    根据 原文, “俄罗斯宇航员水中训练” 那张图, 好像是 中国人在训练

    [0] 评论
  • 12楼
    2011-06-22 17:22 又是火星人
    引用Mr.Leo的回应:写的很好,很详细,而且很有必要。
    现在很多大学生,碰见自己不理解的东西,别人一煽。
    不去查证求知,而是转向阴谋论,典型的惰性思维模式。
    到底是教育问题呢?还是教育问题呢?或者真的是教育问题呢?


    不是所有人都能有足够的机会和知识去查证的。

    [1] 评论
  • 13楼
    2011-06-22 17:23 秋秋 有机化学专业

    恩,多谢指正。

    引用Scorpio的回应:根据 原文, “俄罗斯宇航员水中训练” 那张图, 好像是 中国人在训练
    [0] 评论
  • 14楼
    2011-06-22 17:24 Mr.Leo
    引用又是火星人的回应:

    不是所有人都能有足够的机会和知识去查证的。


    我说的是“大学生”

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  • 15楼
    2011-06-22 17:36 lotus_wang

    呵呵。在打开舱门的一瞬间,我听到了 好像是高温警告的 自动报警

    把我吓了一跳。

    估计是传感器坏了?

    要不就是温度太低,超出了设计范围,把负数当正数处理了?

    [0] 评论
  • 16楼
    2011-06-22 17:41 倚雨听风

    小编能不能把质疑阿波罗登月的文章也贴出来,顺便也辟谣一下!不少智商只到膝盖的朋友整天发这个月经贴。看了难受

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  • 17楼
    2011-06-22 18:02 箱子中的薛定谔

    倒是小旗子一目了然,大概在超临界(液体)状态下也不会有这么小的阻力吧!

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  • 18楼
    2011-06-22 18:04 duxuharry

    好东西,怎木这么晚才出来!

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  • 19楼
    2011-06-22 18:05 营养师顾中一 知名营养师

    长见识了

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  • 20楼
    2011-06-22 18:05 箱子中的薛定谔

    其实那几排等肯定离反射面很近的,要不他不会在镜子里动的那么快。

    [0] 评论
  • 21楼
    2011-06-22 18:09 箱子中的薛定谔

    没有水估计会模拟的更真实,水带来的问题比他解决问题还要多。。哈哈

    [0] 评论
  • 22楼
    2011-06-22 18:16 牛嘧啶 物理专业

    辟谣的给力啊~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

    [0] 评论
  • 23楼
    2011-06-22 18:17 漫画狂想曲
    引用Mr.Leo的回应:写的很好,很详细,而且很有必要。
    现在很多大学生,碰见自己不理解的东西,别人一煽。
    不去查证求知,而是转向阴谋论,典型的惰性思维模式。
    到底是教育问题呢?还是教育问题呢?或者真的是教育问题呢?

    大学生情何以堪

    [0] 评论
  • 24楼
    2011-06-22 18:20 飞鸟冰河

    关于月球上飘扬的国旗那个,早就有过解释。旗子是用一个铁丝框绷起来的,否则没有空气流动的情况下,即使月球重力小,也必然下垂。用框子绷起来的结果,就是插旗子的时候,反弹的力矩传导到框子上,会让框子振动,好像被风吹了一样。这个实验很容易做,当年建国50周年的时候,我们搞游行,也遭遇过类似的情况,一个同学的嘴还被框子给打了……

    [0] 评论
  • 25楼
    2011-06-22 18:31 xburke 航空航天爱好者,计算流体力学博士生
    引用lotus_wang的回应:呵呵。在打开舱门的一瞬间,我听到了 好像是高温警告的 自动报警

    把我吓了一跳。

    估计是传感器坏了?

    要不就是温度太低,超出了设计范围,把负数当正数处理了?


    这件事在《通天秘旅》里有记载,就是传感器误报,呵呵

    [0] 评论
  • 26楼
    2011-06-22 18:34 xburke 航空航天爱好者,计算流体力学博士生
    引用Scorpio的回应:根据 原文, “俄罗斯宇航员水中训练” 那张图, 好像是 中国人在训练


    多谢指正~

    [0] 评论
  • 27楼
    2011-06-22 18:36 几何宇宙

    为什么神七背景的地球边缘那边整齐呢?看不到大气层产生的“光晕”似的效果~

    [0] 评论
  • 28楼
    2011-06-22 18:45 Being

    想起宿舍一个同学一直怀疑这个世界,没办法也没必要说服他了。

    引用Mr.Leo的回应:写的很好,很详细,而且很有必要。
    现在很多大学生,碰见自己不理解的东西,别人一煽。
    不去查证求知,而是转向阴谋论,典型的惰性思维模式。
    到底是教育问题呢?还是教育问题呢?或者真的是教育问题呢?
    [0] 评论
  • 29楼
    2011-06-22 18:48 好多人叫做Melody
    引用Tyrael的回应:又想到一句话,很多人对于人类可以办到的事情总是充满怀疑,比如登月;而对于人类明显办不到的事情总是深信不疑,比如水变油

    好像在哪儿听过这句话,很赞

    [0] 评论
  • 30楼
    2011-06-22 18:52 Being

    这样的辟谣很基础,但我倒觉得非常有必要,看到身边的同学(大学生)对类似的东西都深信不疑,并认为我才是受骗者,可惜辟谣总比造谣难,可悲可叹!

    [2] 评论

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xburke 航空航天爱好者,计算流体力学博士生

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