暗淡藍點

暗淡藍點》(,又譯作《蒼藍小點》或《淡藍小點》)是一張由太空探測器航海家1號於1990年2月14日拍攝的地球照片。拍攝時距離地球已超過60億公里(約37億英里,40.5天文單位),為當日所取得的「太陽系全家福」系列影像之一。

在這張照片中,地球的角直徑小於一個像素,整個行星僅呈現為外太空中的一個微小光點,位於相機所捕捉到的陽光散射光帶之間。 這張影像由美國國家航空暨太空總署委託拍攝,並在天文學家與作家卡尔·萨根的倡議下完成。薩根其後在1994年的著作《暗淡蓝点:展望人类的太空家园》中,將此影像詮釋為人類在宇宙中渺小且短暫存在的象徵。 此後多年,該影像多次被重新處理與紀念,美國國家航空暨太空總署亦在不同周年發布經過強化的版本,以提升其清晰度與細節表現。

背景
航海家1號是一艘質量約的无人航天器,任務目標為探測外太陽系,並最終進入星際空間。 該探測器先後於1979年完成木星探測、1980年完成土星探測,並於同年11月宣告主要任務結束。航海家1號也是首個提供這兩顆最大行星及其主要衛星詳細影像的探測器。

該太空船目前仍以約的速度飛行,是距離地球最遠的人造物體,亦為首個進入星際空間的探測器。

原先規劃中,航海家1號僅在執行土星探測任務期間維持通訊。1980年完成對土星的飛越後,卡尔·萨根提出讓探測器回望地球並拍攝最後一張影像的構想。

在航海家計畫內部,已有多位NASA成員支持此一構想。未曾得知薩根提議的亚利桑那大学行星科學家,於1983年加入計畫後亦獨立提出類似想法,並自1985年起持續探討其可行性。 然而,計畫亦面臨技術與安全上的顧慮,包括在接近太陽方向拍攝可能對影像設備造成不可逆損害。直到1989年,該計畫才正式獲得批准,但後續仍因儀器校準與人員調動而延遲。最終,在當時NASA署長理查德·特魯利的介入下,拍攝工作得以順利完成。 至於持續拍攝地球繞日運行影像的提案,則最終未被採納。

攝影設備
航海家1號的影像科學子系統由兩部相機構成:一部為低解析度的廣角相機,用於拍攝大範圍影像;另一部為高解析度的窄角相機,用於對特定目標進行細部觀測。兩者皆採用慢掃描式,其感光表面由硒及硫化物材料製成,並在鏡頭前配置含八種彩色濾鏡的濾鏡輪。《暗淡藍點》影像係由窄角相機拍攝。該相機為焦距1500毫米、f/8.5的折反射式望遠鏡,其設計源自水手計畫。

隨著任務進行,拍攝目標距離不斷增加、亮度逐漸降低,影像品質因而受到限制。為取得可辨識的影像,需採用較長時間的長時間曝光攝影,並透過相機掃描(平移)方式進行拍攝。同時,距離增加亦導致通訊能力減弱,進一步限制了影像資料的傳輸模式與品質。

照片
傳送至太空船的指令序列設計,以及各影像曝光時間的計算,由波爾科與NASA噴射推進實驗室的太空科學家共同完成。 當時探測器與地球的距離為40.47天文單位(約60.55億公里,37.62億英里)。

相機取得的資料最初儲存在機載磁帶錄音機中。由於麥哲倫號金星探測器與伽利略号探测器任務優先占用深空網路,資料回傳地球的作業因此延後。1990年3月至5月期間,航海家1號共傳回60個影格;無線電訊號以光速傳輸,單程約需五個半小時。

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每個影格由約640,000個像素構成,而地球所佔不足一個像素(依NASA資料約為0.12像素)。影像中橫跨畫面的光帶屬於,係太陽光在相機及其遮光罩內部反射所造成,並與太陽與地球之間的相對位置有關。 當時「航海家」的觀測視角位於黄道上方約32°。後續分析亦顯示,相機實際上捕捉到了月球的訊號,但因亮度極低,需經特殊影像處理後方可辨識。 地球呈現為「淡」藍色而非深藍色,則是因為雲層反射的白光與散射的藍光混合所致。 瑞利散射在不強烈吸收可見光的大氣中更為明顯;例如在呈橙褐色的土衛六上,有機霧霾粒子會強烈吸收藍光波段。 地球大氣中豐富的氧氣主要由光合作用生物產生,這些氣體會將有機物氧化為水與二氧化碳,使大氣對可見光保持相對透明,進而增強瑞利散射效應並提升藍光的整體反射強度。

在艾伯特·高爾在2006年的紀錄片《絕望真相》中把這張“暗淡藍點”照片置於片末,以這張照片來強調停止全球暖化的迫切性,並改述了薩根的訊息:「這已是我們有的一切」。

週年紀念
2015年,NASA為紀念《暗淡藍點》拍攝25週年舉行相關活動。(航海家計畫科學家)表示:「25年前,航海家1號回望地球,看見了一個『暗淡藍點』,這張影像持續激發人們對我們稱之為家園之地的驚奇與思索。」

2020年適逢影像發表30週年,NASA發布重新處理的版本《重訪暗淡藍點》(Pale Blue Dot Revisited)。該版本運用現代影像處理技術製作,同時強調在處理過程中「尊重原始資料與影像規劃者的初衷」。新版影像對亮度與色彩進行調整,以凸顯地球所在位置,並對整體畫面進行放大,使其較原始版本更為明亮、顆粒感較低;畫面中最明亮的區域位於下方,對應太陽所在方向。

同為紀念30週年,卡爾·薩根研究所發布一段紀念影片,邀集多位天文學家朗讀卡尔·萨根關於「暗淡藍點」的著名演說,以重申該影像在人文與科學層面的象徵意義。

另見

  • 《宇宙:個人遊記》

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  • 藍色彈珠
  • 太陽系全家福
  • 地出
  • 總觀效應
  • 首次從太空拍攝地球照片的時間表

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  • 地球微笑的那一天
  • 哈勃深空

注释
参考文献
引用
来源
; 书籍
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外部連結

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