神七“直播”造假再起波瀾 美專家發現更強證據

圖2、軌道圖（點擊上圖查看高分辨圖）。北京時間16:43:15，飛船正在索馬裏附近海域的上空，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）。

【明見網11月8日訊】(大紀元記者施宇采訪報導)大紀元於10月14日發表的“美國太空專家解密神七‘太空漫步直播’疑點”引發更多的讀者對“神七”直播造假事件的關註，網上的討論一直未斷。面對專家指證，中共一直保持緘默，未做任何回應，但是宣傳降低調子，航天員去香港的行程也向後拖延。大紀元也收到了很多讀者的反饋，也有不少讀者就“神七”直播造假涉及的太空科學問題進行詢問。

為此，大紀元記者再次采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。曲錚表示，他本人也接到了一些讀者、媒體記者對於此事的詢問並提供線索。在對這些問題的探究中，他又發現了更有力的證據表明神七直播確系造假。

他說：“從北京時間16:43:15軌道艙門第二次打開不久，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，按照軌道計算其實神七飛船正在非洲索馬裏附近海域的上空，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境內。正常情況下，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裏蔚藍色海洋。”

此外他還發現關於宇航服的電臍帶也存在神七總指揮的說法和直播互相矛盾，也說明本此神七“太空行走”實有難言之隱，而直播中用的“宇航服”很可能根本就不是原來設計的宇航服。以下內容根據采訪整理。

軌道處於陸地 直播卻變成了海洋

記者：能不能先簡要談談您新發現的“直播”造假證據？

曲錚：可以。先說一下這裏討論的CCTV視頻,http://v.cctv.com/html/wwwwxinwen/2008/09/wwwwxinwen_300_20080927_83.shtml，這個版本連續40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一那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1），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3），按照軌道計算其實神七飛船正在非洲索馬裏附近海域的上空（見軌道圖2、4，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境內（見軌道圖圖2、4，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裏蔚藍色海洋。

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5），可視頻畫面卻出現了尺度超過500公裏的大片藍色海洋（視頻截圖見圖6）；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7），視頻中卻出現了尺度超過500公裏的大片藍色海洋（視頻截圖見圖8，因為光線的原因海洋呈深藍色）

這裏補充說明一下，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1,000公裏。

圖1、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。

圖2、軌道圖（點擊上圖查看高分辨圖）。北京時間16:43:15，飛船正在索馬裏附近海域的上空，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）。

圖3、北京時間16:44:15左右，翟志剛說“感覺良好”。

圖4、軌道圖（點擊上圖查看高分辨圖）。北京時間16:44:15，飛船正在索馬裏附近海域的上空，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）。

圖5、在北京時間16:56:47左右，翟志剛開始回艙的時候。

圖6、軌道圖（點擊上圖查看高分辨圖）。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）。

圖7、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500公裏的大片藍色海洋（因為光線的原因海洋呈深藍色）。

圖8、軌道圖（點擊上圖查看高分辨圖）。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）。

記者：我想我們的讀者中很多都不是搞科學的，能不能給我們簡單介紹一下這個軌道圖？

曲錚：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30°，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。

記者：能不能給我們的讀者通俗解釋一下綠色的圈為什麼就是地球邊緣呢？我感覺在太空中應該能看到半個地球，為什麼這麼小的一個圈就會是飛船上看到的地球邊緣了？

曲錚：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9）。神七的軌道屬於低軌，高度大約是340公裏，和地球半徑6370公裏相比較，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2000公裏多一點。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9、地球和飛船的位置示意圖（點擊圖片放大）。

圖10、模擬在北京時間16:40:43時從飛船的軌道位置看到的地球景象（點擊圖片放大）。

圖10是模擬在北京時間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11。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46°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12）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。

圖11、軌道圖（點擊圖片放大）。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）。

圖12、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。

記者：就是說，視頻中藍色的是海洋，對吧？那麼如果按正常情況看到的是大陸，從太空中看它的顏色是什麼樣的呢？

曲錚：從太空中看地球是什麼樣，請看這張圖（圖13，點擊照片放大）。

圖13、美國太空署公布的地球照片BLue Marble（點擊圖片放大）。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。它是根據700公裏軌道高度上的太空署Terra衛星搭載的中等分辨成像光譜儀MODIS拍攝的照片拼接成的完整地球圖。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。

通常大尺度的藍色是海洋（湖泊尺度沒有這麼大，非洲最大的維多利亞湖尺度也不過300km，但位置不在莫桑比克），陸地有紅色、黃色、灰色、綠色（植被）等等，當然有些小範圍的裸露巖石也可能呈現藏青色，但不會有500公裏、上千公裏比較均一的藍色，特別是莫桑比克和印度都沒有這種情況。而且陸地上總有高低起伏造成陰影（除沙漠外，但沙漠絕不會是藍色），看上去是有結構細節的。

電臍帶說法互相矛盾

記者：這樣看來，從軌道計算來看所謂的“太空漫步”的確不是直播。那麼您剛才說的電臍帶是怎麼回事？

曲錚：是這樣的，有朋友提醒我說，新華社曾經在2008年7月份發表報導（http://news.xinhuanet.com/tech/2008-07/02/content_8472330.htm，見截圖）“‘神七’飛船總指揮：航天員出艙行走不系帶”，文中稱

早報記者昨天詢問神舟七號飛船總指揮尚志：“航天員出艙要系帶行走，這個帶是在艙外還是艙內系呢？”

“不系帶。直接出艙。”他回答說。

“不系帶出艙行走會有危險嗎？”早報記者問。

“沒有危險。”他說。

文中還說，“中國空間技術研究院研究員龐之浩昨天向早報記者介紹說，太空行走有兩種方式，一種是系帶的，一種是不系帶的，也就是自由行走。俄羅斯和美國早期的太空行走都是系帶的，目前美國的太空行走都是不系帶行走。”

研究員龐之浩的介紹情況的確如此。要說明一點的是，俄羅斯和美國早期的系帶行走（tethered EVA），並不僅僅是指系安全帶。而是宇航服和母船之間連接著一根臍帶（見下圖），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。

圖14、系帶的太空行走。

現代的航天服可以不系帶，是指臍帶可以斷開，宇航員完全從宇航服獲得能源和生命供給的獨立支持。但是這根臍帶仍然有用。宇航員出艙前在減壓艙等待減壓的時候，通過這根臍帶連接母船，獲得能源、水冷卻循環、呼吸等的供給，最大限度節省宇航服自身攜帶能源和其他供給的消耗。但是一旦出艙的時候，就可以斷開了。

不系帶行走還有一個要求，就是宇航員必須自己攜帶動力。通常是宇航服配備噴氣裝置作為動力。因為太空中沒有阻力，宇航員在艙外只要輕輕推一下母船，自身就會飛離母船而且不會停止。所以不系帶的情況下需要動力才能返回。

可見從設計上來講，直到神七總指揮7月份接受采訪的時候，神七的太空服應該是滿足（一）具備動力的；（二）臍帶可以斷開。

但是實際上直播過程中我們看到神七的太空服沒有動力。退一步說，即使原計劃的噴射動力是宇航員拿在手上的而臨時取消，那麼翟志剛腰際那根白色的臍帶為什麼從沒有斷開？

因為測試國產航天服是這次神七計劃的重要任務之一，按常理，既然設計了能夠不系帶行走，也就是臍帶可以斷開，那麼至少應該短暫斷開作一下測試，至少也可以為以後改進取得數據。

記者：會不會原來設計的航天服一些功能發生故障，造成斷開了臍帶會有危險，所以不能斷開？

曲錚：不會的。既然設計能夠不系帶行走，設計上就一定不會把宇航員維持生命的關鍵供給通過臍帶提供，以至於斷開就會發生危險。而且從這個臍帶的功用來看，水、電、氧氣都不從它供給，並不是斷開就會有危險的。據前面人民網那篇采訪，神七航天服這個臍帶叫做電臍帶，功用是：一、用於航天員的通訊；二、作為安全繩的備份。

圖15、新華社發布的艙外航天服結構。

首先這個通訊功能並不是必須通過電臍帶的，神七航天服是有很先進的無線通訊設備，搜狐網報導“‘神七’通信為何采用CDMA技術？”中說航天服配備有艙外航天服通信機可以無線方式進行通話（http://it.sohu.com/20081009/n259934431.shtml）。也就是說，至少短暫斷開一下電臍帶作為測試，是沒有危險的。至於安全繩備份的功能，在兩根安全繩完好的情況下，斷開作測試那更沒問題了。

事實上如果最後出艙“直播”這個宇航服的電臍帶設計上本身就不允許斷開，那反而說明直播用的這個宇航服和7月份神七總指揮說的不是同一個宇航服。短短兩個月時間根本不可能作這樣大的改動，更不可能重新設計一套新的。

但是你說的這個會不會有危險，我倒想到一點。如果發生變故不用原來設計好的宇航服，而直播中的這個所謂“宇航服”臨時加入了額外的功能，使得宇航員不得不依賴電臍帶，倒有可能造成不敢斷開的原因。

就是如果真如網友說的這個錄像是在水下拍攝的話，把電臍帶用作呼吸通道，把排出的二氧化碳帶走。一旦斷開，即使自己攜帶有氧氣供應也無法避免吐氣泡的尷尬局面。這是我們從神七總指揮的能夠推斷的比較合理的結論。

附錄：軌道計算、以及攝像機方位角、視野的確定

記者：飛船中的攝像鏡頭的方向是怎麼確定的呢？

曲錚：在“直播”艙外活動的畫面中，我們可以看到畫面切換，因為飛船上有兩個艙外攝像機，分別在軌道艙和推進艙外，見新華社公布的飛船結構圖（圖16）。我們這裏說的是直播中能夠拍攝到一部份地球曲面作為背景的那個攝像機，在畫面中同時可以看到太陽能電池板，所以應該是軌道艙外的攝像機。

圖16、新華社公布的神七結構示意圖。

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7公裏/秒的運動造成的視覺效果。如果我們借用視頻中的“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。

因為飛船沿軌道向東飛行的同時，地球也在向東自轉，而且二者之間有一個夾角（就是飛船軌道在地面的投影和地球自轉方向，即和緯度線的夾角，在直播出艙這段時間這個夾角大約45-65之間），所以地球自轉會造成視覺上的飛船飛行方向（相對於地面）和飛船實際的軌道方向還有一個微小的差別。但這個差別很小，不到3度。比較一下前面軌道圖中的紅色張角，3度的方位角誤差完全不會影響我們的結論。

記者：還有一個問題，就是視頻中的地球曲面只顯示了一小部份，您的計算是說這一小部份圓弧的角度是30°，也就是攝像機的視野張角是30°角，是這樣麼？

曲錚：是的，這就是軌道圖中的紅色夾角。請看下面這張視頻截圖（圖17），地球曲面邊緣的這個弧形，可以用弧的弦長（紅色）和深度（藍色）的比率來推算。得到這段弧形的張角大概是30°（見圖18）。那麼前面說了從軌道高度可以得到飛船覆蓋範圍（footprint）的圓半徑是2000公裏多，以此還可以推算視頻中看到的地球曲面的橫向尺度大約是1,000公裏。按此比例，視頻中顯示的整個地球部份的縱向尺度超過200公裏（接近畫面中的弧形邊緣部份由於曲面作用，看起來縱向尺度會顯得小，所以實際縱向尺寸更大）。

圖17、計算地球曲面邊緣的這個弧形的角度

圖18、計算地球曲面邊緣的這個弧形的角度。

這樣一來，視頻中地球曲面的邊緣，就對應著飛船覆蓋範圍的圓弧夾在飛船向軌道後方30°張角之間，也就是軌道圖中綠色圈被夾在紅色張角之間的部份。如果這一部份是大片陸地，而視頻中地球曲面部份的邊緣顯示的卻是大片海洋，就說明視頻不是當時實拍的。

軌道計算精確

記者：軌道計算一定是一個很復雜的過程吧，怎樣保證計算準確呢？計算結果有多大的誤差呢？

曲錚：飛船或衛星軌道的準確計算，它的理論確實是很復雜的，精確計算還需要考慮太陽系以外的遙遠天體對軌道的長周期微小擾動等等。但是現在這個算法本身已經很成熟了，實現算法的計算機程序也很多，而且已經集成為程序庫了。世界各地許多的天文觀測愛好者、業余衛星、業余無線電愛好者，他們需要計算衛星的軌道以便觀測或通訊，他們就用這些程序庫編寫了各種計算機程序，有的程序用戶界面很好，中學生都可以算。比如國際空間站有一個業余無線電通訊計劃，就是讓各國學生們利用業余無線電和國際空間站宇航員直接對話。我知道中國有好幾個中學成功的和國際空間站的太空人實現了通話。當然這些中學生他們得首先學會算軌道。也就是說，感興趣的讀者，完全可以自己下載軟件來推算飛船軌道。為了便於讀者比較，本文中的軌道圖就是采用業余愛好者常用的軟件Orbitron繪制的。

至於說精度，不同的計算程序之間差別其實很小，因為業余愛好者用的和我們做研究用的是同樣的程序庫。我采用了兩種計算軟件計算神七飛船的軌道，其中一個就是orbitron，我發現結果完全一致。我又用我自己編寫的程序來核對，我這個程序采用了2006年更新的算法(Vallado etal.2006: Revisiting Spacetrack Report #3,http://celestrak.com/publications/AIAA/2006-6753/) ，結果和前兩個程序相差也很小，位置誤差大概5米左右，這個差別主要在軌道的長期預測才會體現出來。

CCTV直播錄像中有一段時間（指揮官宣布“出馬林迪測控區”之前）恰好顯示了指揮大廳屏幕中的飛船實時軌道數據（經度、緯度、高度、時間），這應該是根據實測校準的最精確數據了，這使得我可以把自己計算的軌道數據與之相比較。那麼我發現二者的誤差雖然大於不同程序的計算誤差，但對於我們這個估算來說精度的還是足夠的：

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332.429km

程序(Orbitron)計算數據：緯度8.2856N，經度54.0416E，高度332.410km

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3公裏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7.7公裏/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1,000公裏。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19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0.1公裏。也就是說，對於以上的視頻分析，軌道計算的精度是足夠的。

這些誤差主要是由軌道參數的精度決定的，因為神七飛船有微小的姿態調整，獲取軌道參數的觀測時間越接近出艙活動時間越好。軌道參數的獲取和軌道計算的簡介附在後。

記者：我看到軌道圖中飛船附近還是有大片海洋的。如果因為攝像鏡頭在出艙過程中轉變了方向，或者因為鏡頭變焦，會不會造成我們看到的情況，導致鏡頭對準了海洋？

曲錚：鏡頭的方位角是不是發生變化，我們可以從視頻中的地球轉動情況來判斷。如果鏡頭不是對準飛船飛行的相反方向，我們看到視頻中的地球轉動方向就不是從上向下的垂直方向。我仔細核對過前面提到的幾個時刻，沒有發現方位角變化。事實上，前面的分析是允許方位角有一定的估算誤差的。因為視頻的分辨率很低，從中判斷地球的轉動方向會有誤差，但這個誤差不超過10度。這樣的誤差不會影響我們的結論。比如在翟志剛第二次打開艙門不久，北京時間16:43:15左右，從軌道圖（圖2）中可見，即使紅色張角偏離了15°也不會導致視頻中看到的景象，因為在接近畫面中的地球弧形邊緣，左右兩邊幾乎都是海洋。同樣在北京時間16:56:47左右（圖6），哪怕攝像機方位角誤差達到20度也不會在畫面中出現橫向尺度超過500公裏的海洋。

鏡頭變焦會導致攝像機視野張角的變化，但這可以從視頻中地球曲面那一段弧形的角度來判斷。前面提到的幾個時刻，視頻中地球曲面那一段弧形的角度都是一樣的，沒有變化。

飛船軌道的參數和軌道計算：

飛船軌道參數可以從幾個渠道獲得：space-track.org，這裏公布的是美國國防部對外發布的軌道數據，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信息網站下載：calsky.com，我核實過，這裏的數據和space-track.org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，通常叫做兩行參數(Two-Line Elements)，在這裏查到最接近出艙活動時間的軌道參數見網頁截圖圖19。上面的軌道計算采用的參數都是這一組。這組數據中第二行的08270.86681241表示飛船軌道和赤道相交向北運動的時刻（Epoch）為2008-09-26 20:48:12（UTC世界標準時間），獲取參數的觀測時間是在此前一點，但這是在神七完成從橢圓向接近圓形軌道變軌之後。

圖19、calsky.com提供的神七軌道參數。

如果使用Orbitron (http://www.stoff.pl/)，只要把以下三行數據存為文本文件：
Shenzhou VII

1, 33386U 08047A 08270.86681241.00006639 00000-0 38759-4 0 109
2, 33386 42.4032 186.1321 0005349 274.8121 138.3688 15.79033427 219

然後再orbitron中點擊“Load TLE”，裝載這個文本文件，然後在右側衛星欄目裏把“Shenzhou VII”打勾即可。註意mode中選擇simulate，時間選用UTC（北京時間-8小時），見下圖

圖20、Orbitron用戶界面。

發稿：2008年11月19日    更新：2008年11月22日