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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……

/gkimage/19/e8/5u/19e85u.png

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。

/gkimage/z3/ct/k5/z3ctk5.png

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》。

全部评论(118)
  • 91楼
    2011-06-28 09:09 jiaoluo

    这个好

    [0] 评论
  • 92楼
    2011-06-30 10:54 jxxy1234
    引用jefflee的回应:“疑点”1:舱门打开时有“气泡”从舱内飘出。
    如果是残余气压,为什么开了门几分钟后还是有东西飞出呢?


    失重,真空,惯性。
    就这么简单。

    [0] 评论
  • 93楼
    2011-07-02 12:53 fang1

    好,不是一般的好!!!!!

    [0] 评论
  • 94楼
    2011-07-02 13:09 ROCKY_CHEN

    所言甚是,思维惰性

    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
  • 95楼
    2011-07-02 13:10 ROCKY_CHEN

    这个真的要求真相,也请揭秘献血站的利益关系

    引用冷月晓寒的回应:粉碎娘 问个不相干的问题
    有很多人说献血有益于身体健康
    也有很多人有相反的看法
    实际上到底是怎么样的呢
    [0] 评论
  • 96楼
    2011-07-03 04:09 gannimeiza

    G挡治下,升不升天,是否真假,关老夫P事!老夫心痛的是,G荡在做决定上项目花税款前,没有一丁点要与民商量的意思!想怎么玩就怎么玩,你Y的只需在电视屏幕前看表演就行!
    说句实在话,就中国的技术,还真是挺丢人,最大的作用就是转移国内民众视线,顺便给民众打打鸡血,壮壮士气民族自尊心罢了——我们又再一次立足于世界民族之林鸟!

    [0] 评论
  • 97楼
    2011-07-03 23:51 魔方之门

    对于别人的说法,要用自己的脑子想想,不能人云亦云~

    [0] 评论
  • 98楼
    2011-07-04 12:52 有氧呼吸

    不错~~~

    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
  • 99楼
    2011-07-04 13:42 冰是睡着的水-tong

    回应下面一位所说有没有必要辟谣,这是有必要的。这是民族的尊严所在,辟谣也是爱国精神的体现

    [1] 评论
  • 100楼
    2011-07-04 14:29 bbhuang

    赞!

    [0] 评论
  • 101楼
    2011-07-05 22:18 shortiger
    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?


    引用Mancunian16的回应:
    re

    btw, 流言并不可怕,有质疑的声音,大度的解释清楚了,大家都服气
    小肚鸡肠不让说,甚至以同样无根据的语言来“回击”对方,那恐怕跟对方是半斤八两
    在一个讲求科学、理性、宽容的氛围中,也就不会有这么多麻烦了


    引用小顾营养的回应:长见识了
    [0] 评论
  • 102楼
    2011-07-07 09:27 sUrecOomYce

    愤青之愤青之盲目

    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
  • 103楼
    2011-07-09 10:19 老老墨 百科爱好者

    这篇反驳谣言的帖写得好,逐条有理有据的反驳“谣言”(我或者更愿意说那只是一种“认真的无知”),几近完美了。
    我再增加一条理由吧(不是科学意义上的理由,却是有社会学意义上的理由):我没有听到过有任何一个来自国外科学界质疑的声音--这也是一个有力的判据--国外科学界是有能力作出判断的群体(有能力!),不是一个对存疑的严肃课题不予质疑的团体(有动机!),他们还没有机会被我们那充斥着学术不端行为的社会所污染(有素养!),值得信任。所以,我说这仅仅是社会学意义上的理由。

    [1] 评论
  • 104楼
    2011-07-10 01:06 Aesthetech
    引用Mr.Leo的回应:

    对于大学生来说,可以提出疑问,可以不相信“权威”或者“官方”。
    但是不去联系相关的知识搜寻相关资料或者第三方去求证。而是接受阴谋论,诉诸无知
    不是惰性思维是什么
    某个团体的公信力低是一回事。
    现在部分大学生惰性思维是另一回事。
    我故意把所有导致这个现象的原因都归结于教育,其实也是故意吐槽惰性思维而已

    嗯,有道理

    [0] 评论
  • 105楼
    2011-07-13 17:15 DonQuixote

    早就说过不可能做假了,各种截图不说了(比如大块的漂浮物),单纯从政治立场考虑,各大国也不敢拿这种事造假,怀疑造假的人我只能说是脑子忘记发育了。

    [1] 评论
  • 106楼
    2011-07-28 15:22 Fanze

    我只是很好奇,你一个飞船,里面弄些所谓的纸的碎片干什么?是不是闲得蛋疼了撕纸玩啊。

    [0] 评论
  • 107楼
    2011-08-01 18:05 FLASH6

    如果有一天,天朝的飞行器跟美国的空中对接时,轮子还怎么造谣呢?主子那边是真的,天朝这边是假的?

    [0] 评论
  • 108楼
    2011-08-21 13:46 漫游

    最喜欢长见识了。

    [0] 评论
  • 109楼
    2011-10-06 16:11 内裤上的凹凸曼

    鼓掌、、、、

    [0] 评论
  • 110楼
    2011-10-06 23:18 广林星云 无机化学研究生,天文爱好者

    你可以去看看美国人的第一次出舱活动(双子星飞船,见NASA官方纪录片When We Left Earth第二集),那个人在舱外飘了很久,还有一只手套从舱里飞出去呢。当时他就说了一句“多少钱就这样飞了啊,可惜。”
    可以想象一下,那些东西一直在舱里飘,只是某个时刻正好撞对了出口而已。

    引用jefflee的回应:“疑点”1:舱门打开时有“气泡”从舱内飘出。
    如果是残余气压,为什么开了门几分钟后还是有东西飞出呢?
    [0] 评论
  • 111楼
    2011-10-06 23:20 广林星云 无机化学研究生,天文爱好者

    也许是别的细小东西或垃圾。美国人第一次出舱时还飞了一只手套呢。其实大多数飞船里都挺乱的,照片和视频看多了就知道。

    引用Fanze的回应:我只是很好奇,你一个飞船,里面弄些所谓的纸的碎片干什么?是不是闲得蛋疼了撕纸玩啊。
    [0] 评论
  • 112楼
    2012-06-15 23:06 md2k
    引用@cunjing222 的话:G挡治下,升不升天,是否真假,关老夫P事!老夫心痛的是,G荡在做决定上项目花税款前,没有一丁点要与民商量的意思!想怎么玩就怎么玩,你Y的只需在电视屏幕前看表演就行!
    说句实在话,就中国的技术,还真是挺丢人,最大的作用就是转移国内民众视线,顺便给民众打打鸡血,壮壮士气民族自尊心罢了——我们又再一次立足于世界民族之林鸟!

    乃们只能这样跳脚,真令人高兴,什么时候也切切手指呢?XD

    [1] 评论
  • 113楼
    2012-07-09 11:36 告别童年小学

    太好了,中国航天赞

    [0] 评论
  • 114楼
    2013-06-03 20:10 时间规划局
    引用@陈叔至 的话:天涯国关啊,杂谈啊,一批人天天都骂政府,骂兔子,也没见都被请去喝茶

    骂当然不会被请喝茶,谁怕你骂,你去组织一个有中华人民共和国宪法保障的和平游行,或者完全通过合法途径组建一个政党试试,恐怕结果不是喝茶那么简单。

    [0] 评论
  • 115楼
    2013-12-16 20:45 小金鹿 [0] 评论
  • 116楼
    2013-12-16 22:47 xburke 航空航天爱好者,计算流体力学博士生
    引用@小金鹿 的话:提供一些补充:



    看来我被鄙视了……这位确实比我专业

    [0] 评论
  • 117楼
    2016-10-19 10:56 文武_64521

    2016年10月的我穿越回来表示神州11号已发射成功并与天宫二号成功对接。另外UP主这篇文章要火!

    [0] 评论
  • 118楼
    2017-02-06 20:34 王之哈莫

    论普通话的重要性......

    [0] 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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