▲ 龙江二号卫星拍摄的日全食影像，拍摄于UTC 2019年7月2日19:32:45

        国际协调时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。当太阳、月球和地球依次排成直线时，在地球上观测，便会看到月球遮挡了太阳，形成日食。你可曾想过，在月球上观测日食，会是怎样的场景呢？昨天，由哈尔滨工业大学研制的绕月卫星龙江二号便获得了这样一次机会。

        龙江二号卫星携带了两个相机：一个是由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技城可见光相机载荷，这是嫦娥四号工程的四项国际合作项目之一；另一个是由哈工大学生自主研制的微型CMOS相机，重量只有20g。微型CMOS相机的操作较为简便，并且允许使用较小的时间间隔进行拍摄，更适合记录有时间要求的事件。但微型CMOS相机拍摄时卫星通常不进行姿态调整，由于相机安装于帆板反向，通常要求拍摄目标位于太阳矢量的相反方向。此外，微型CMOS相机采用自动曝光的方式进行拍摄，为了正确曝光，相机的视野中必须包含一定面积的月面。而此次日全食的过程中，卫星会经过月球背面，在月球将地球遮挡前后的几分钟时间里，以上所有条件都可以满足。

▲ 龙江二号卫星相机配置

        微型CMOS相机的数据通过UHF业余频段传输。由于距离遥远，以及为了允许尽量多的爱好者接收卫星数据，尽管卫星使用了高效的调制方式、信道编码等手段，仍然只能使用很低的速率，只有125比特每秒。为了在如此紧张的信道上进行传输，微型CMOS相机的图像进行了剪裁与缩放，形成640x480的“纳米图”，再进行JPEG压缩。通过调整剪裁与缩放的参数，便可以实现数码变焦。此前在拍摄地月合影时，为了将月球完整拍下，我们使用了最大广角。而这次，为了获得38万千米外地球的更多细节，而又不会由于姿态指向误差错过地球，使用了2x的变焦倍率。

        大致方案确定后，哈工大团队与西班牙无线电爱好者Dani Estevez (EA4GPZ)等人对最佳的拍照时刻进行和反复的核算与讨论，最终确定：在月球遮挡前后理论值，即UTC 7月2日18:57:00和19:32:45，以及各自的前后1分钟，进行总计6次成像；为了验证相机参数设置的正确性，在7月30日安排6次测试成像；此外还确定了拍照后用于数据接收的时间段。当全部计划敲定后，在北京航天飞行控制中心，计划被转化为指令码字，在随后的几天里码字通过S频段测控网发送至卫星。

        照片下载的指令由哈工大团队生成后通过德国业余无线电爱好者Reinhard Kuehn (DK5LA)的VHF频段EME天线阵列发送至卫星，UHF频段的下行图像数据则由荷兰德文格洛25米射电望远镜、北京沙河12米站以及哈工大在国家无线电检测中心哈尔滨监测站搭建的小八木阵列天线进行同步接收。7月1日下载测试成像数据的间隙，BY2HIT和DK5LA还通过卫星的转发通信功能实现了国际首次月球轨道业余卫星的双向通联。

▲ 2x模式第六次测试成像，30 Jun 2019 06:31:50 UTCG

        北京时间7月3日凌晨，日食照片如期完成拍摄。下午14:00至16:00，6张日食照片中的4张下载完成。在照片中我们可以看到美洲大陆、大洋上的风暴、太阳在海面反射的光斑，以及最重要的，落在地球上的月球的阴影。对于这些照片的描述，也许更准确的说法是从月球轨道拍摄的地（环）食。而对于地球上的观测者来说，阴影中全黑部分范围里的的人们可以看到日全食，而较暗部分的人们看到的是日偏食。

▲ 日食第二次成像，2 Jul 2019 18:56:00 UTCG

▲ 日食第三次成像，2 Jul 2019 18:57:00 UTCG

▲ 日食第五次成像，2 Jul 2019 19:32:45 UTCG

▲ 日食第六次成像，2 Jul 2019 19:33:45 UTCG

        这次的成像效果出乎我们所有人的意料，参与数据接收的爱好者们都很兴奋。参与了多次龙江二号数据接收的志愿者Tammo Jan Dijkema说，我们对这个相机的使用越来越擅长了，这几张照片比我们之前的都好。

        遗憾的是，龙江二号的使命在这个月底就要结束了。为了避免在卫星失效后产生空间垃圾，龙江二号卫星已经在今年一月份进行了轨道调整，随着轨道的演化，卫星将在7月底前后撞击月球。希望这个坚强的小家伙能够在最后一个月里给我们带来更多的惊喜吧。