2020火星大冲拍摄小记

火星大冲

望远镜：星特朗 C8-EdgeHD 施卡 星特朗经纬仪

相机：QHY5III462C

其他器材：TeleVue 2倍巴洛镜、ZWO ADC大气色差修正镜、QHY UV/IR Cut滤镜

拍摄时间：2020年7月7日-10月14日

拍摄参数（10月14日）：曝光9.2ms；增益162；4段视频总计约3万帧叠加30%

拍摄软件：SharpCap3.2

图像处理软件：Autostakkert3、Registax6、WinJUPOS11.1、Astra Image5、Photoshop

拍摄、后期处理：王征

一、序：火星冲日

火星，橘红色的太阳系第四颗大行星，也是地球的近邻。2020年是一个火星“回归”地球的年份，也就是火星冲日年。在这一年里，中国、阿联酋、美国分别发射了各自的火星探测器。

所谓行星冲日，就是外行星运行到“太阳-地球”的延长线，三者连成一条直线的时刻，此时一般来讲是该行星与地球最接近的时候。火星的冲日确实像一次“回归”，因为它不像土星木星那样是我们年年可见的“常客”，一次火星冲日需要两年多的漫长等待，在此期间的大部分时间内火星是暗淡或不可见的。火星冲日时与地球的距离仅有最远离地球时距离的1/8-1/4左右，一个冲日周期内亮度和大小（视直径）变化非常显著，这些都是土木等其他外行星不具备的特点，也让火星成为观测外观变化最为丰富的行星。火星每次冲日与地球的最近距离差异显著，从5000多万公里至1亿多公里不等，而位于远地点时距离地球超过4亿公里。一般来讲，在一个特定周期内，火星与地球距离最近的一次冲日称为“大冲”，最远的一次称为“小冲”，而2020年10月14日这次冲日是2005-2033这28年共计14次冲日中第二近的一次（距离约6300万KM），仅次于两年前2018年7月27日那次大冲（距离约5760万KM），因此非常近似于一次大冲。

图1：火星2003-2018冲日视直径比较（越大代表越接近地球）

2018年6月，火星大冲前夕，一场超级沙尘暴的突然爆发盖住了火星表面的大部分可观测细节，让天文爱好者们非常扫兴，而2020年冲日时火星没有再次“闹脾气”，而且在天空中角度更高，更利于观测。

图2：我拍摄于2018年8月9日（沙尘暴爆发近两个月后）的火星，成像效果较差，当时火星的很多表面地理细节仍然在沙尘暴的笼罩下

    下一次火星距离我们像2020年这么近，就是10多年之后的事了……于是从这年7月到11月四个多月的时间里，我把大部分业余精力都放在了火星的拍摄上面，以免错过这十几年一遇的好时机。

二、关键因素：大气视宁度

说到行星摄影就不得不提大气视宁度（seeing），这几乎是每一个行星玩家（尤其是北方玩家）心中挥之不去的痛。视宁度就是大气的宁静度，天文拍摄时，远至地球大气层顶端，近至望远镜的前端，所有的气流不稳定都会对使拍摄图像质量恶化，影响成像效果。由于行星目标的视直径很小，对视宁度非常敏感，很容易受到坏视宁的影响而丢失成像细节。视宁度在同一时间内同一城市的不同位置，都可能会有较大差异，很难准确预报。我自己总结经验归纳的视宁度主要影响因素如下：

1. 1.    行星角度越高，透过的大气厚度就越小，视宁越稳定。行星总是位于南面天空中太阳运行的黄道面附近，所以地理位置纬度越低越利于行星摄影。而2020年相较于2018年，火星在天空中足足高出了30°左右（在北京的高度角可以达到55°），非常有利于拍摄。

2. 2.    大气流动越缓慢（包括低空风速、高空喷流速度等），视宁也会越好。大风天气下不用浪费时间尝试拍摄，而高空喷流（jet stream）风速我一般用www.meteoblue.com查询，一般来讲这个数据和视宁度也有较高的相关性。

3. 3.    空气对流越小越好。望远镜周边的任何冷热对流都会影响视宁，夏天应尽量远离室外空调机之类的对流源，镜子也要尽量提前做好热平衡。而我在阳台拍摄，窗内外的冷热对流对于我是一大不利条件，我的应对方法是提前一小时尽可能多的打开窗户，离阳台最近的屋子不要开空调，关好阳台门。我个人感觉北方5-9月份之间阳台内外温差和对流还比较可控，而且阳台天文党的一大优势就是每天只要10几分钟就可以架起望远镜对准目标检查一下视宁度，足不出户，非常方便（当然，如果家中有院子，这些都不是问题）。

图3：坏视宁度下的火星，每一帧图像都是严重变形失真的

（未完待续）

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