在月球看日食！龍江二號衛星成功拍攝7月2日南美全食影像

國際協調時7月2日18:01至20:44，2019年全球唯一的一次日全食在南美洲的天空中上演。當太陽、月球和地球依次排成直線時，在地球上觀測，便會看到月球遮擋了太陽，形成日食。但你可曾想過，在月球上觀測日食，會是怎樣的場景呢？昨天，由哈爾濱工業大學研製的繞月衛星龍江二號便獲得了這樣一次機會。

龍江二號衛星攜帶了兩個相機：一個是由沙烏地阿拉伯阿卜杜拉國王科技城可見光相機載荷，這是嫦娥四號工程的四項國際合作項目之一；另一個是由哈工大學生自主研製的微型CMOS相機，重量只有20g。微型CMOS相機的操作較為簡便，並且允許使用較小的時間間隔進行拍攝，更適合記錄有時間要求的事件。但微型CMOS相機拍攝時衛星通常不進行姿態調整，由於相機安裝於帆板反向，通常要求拍攝目標位於太陽矢量的相反方向。此外，微型CMOS相機採用自動曝光的方式進行拍攝，為了正確曝光，相機的視野中必須包含一定面積的月面。而此次日全食的過程中，衛星會經過月球背面，在月球將地球遮擋前後的幾分鐘時間裡，以上所有條件都可以滿足。

據了解，微型CMOS相機的數據通過UHF業餘頻段傳輸。由於距離遙遠，以及為了允許盡量多的愛好者接收衛星數據，儘管衛星使用了高效的調製方式、信道編碼等手段，仍然只能使用很低的速率，只有125比特每秒。為了在如此緊張的信道上進行傳輸，微型CMOS相機的圖像進行了剪裁與縮放，形成640x480的「納米圖」，再進行JPEG壓縮。通過調整剪裁與縮放的參數，便可以實現數位變焦。此前在拍攝地月合影時，為了將月球完整拍下，我們使用了最大廣角。而這次，為了獲得38萬千米外地球的更多細節，而又不會由於姿態指向誤差錯過地球，使用了2x的變焦倍率。

大致方案確定後，哈工大團隊與西班牙無線電愛好者Dani Estevez (EA4GPZ)等人對最佳的拍照時刻進行和反覆的核算與討論，最終確定：在月球遮擋前後理論值，即UTC 7月2日18:57:00和19:32:45，以及各自的前後1分鐘，進行總計6次成像；為了驗證相機參數設置的正確性，在7月30日安排6次測試成像；此外還確定了拍照後用於數據接收的時間段。當全部計劃敲定後，在北京航天控制中心，計劃被轉化為指令碼字，在隨後的幾天裡碼字通過S頻段測控網發送至衛星。

照片下載的指令由哈工大團隊生成後通過德國業餘無線電愛好者Reinhard Kuehn (DK5LA)的VHF頻段EME天線陣列發送至衛星，UHF頻段的下行圖像數據則由荷蘭德文格洛25米射電望遠鏡、北京沙河12米站以及哈工大在國家無線電檢測中心哈爾濱監測站搭建的小八木陣列天線進行同步接收。7月1日下載測試成像數據的間隙，

BY2HIT和DK5LA還通過衛星的轉發通信功能實現了國際首次月球軌道業餘衛星的雙向通聯。

據介紹，台灣時間7月3日凌晨，日食照片如期完成拍攝。下午14:00至16:00，6張日食照片中的4張下載完成。在照片中可以看到美洲大陸、大洋上的風暴、太陽在海面反射的光斑，以及最重要的，落在地球上的月球的陰影。對於這些照片的描述，也許更準確的說法是從月球軌道拍攝的地（環）食。而對於地球上的觀測者來說，陰影中全黑部分範圍裡的的人們可以看到日全食，而較暗部分的人們看到的是日偏食。

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