«Бледно-голубая точка» — фотография Земли , сделанная 14 февраля 1990 года космическим зондом «Вояджер-1» с беспрецедентного расстояния около 6 миллиардов километров ( 3,7 миллиарда миль, 40,5 а. е .) в рамкахсерии снимков Солнечной системы «Семейный портрет», сделанных в тот день .
На фотографии видимый размер Земли составляет менее пикселя ; планета выглядит как крошечная точка на фоне необъятного космоса , среди полос солнечного света, отраженного камерой. [1] Сделанная по заказу НАСА и ставшая результатом поддержки астронома и автора Карла Сагана , фотография была интерпретирована в книге Сагана 1994 года « Бледно-голубая точка » как представляющая крошечное и эфемерное место человечества среди космоса. [1]
Фотография была сделана Вояджером 1 , космическим аппаратом, запущенным в 1977 году с первоначальной целью изучения внешней Солнечной системы. После выполнения своей основной миссии и выхода за пределы Солнечной системы возникло решение развернуть камеру и сделать последний снимок Земли, отчасти из-за предложения Сагана. [2]
На протяжении многих лет фотография неоднократно пересматривалась и отмечалась, при этом НАСА отмечало ее юбилеи и представляло обновленные версии, повышая ее четкость и детализацию.
В сентябре 1977 года НАСА запустило Voyager 1 , 722-килограммовый (1592 фунта) роботизированный космический аппарат с миссией по изучению внешней Солнечной системы и, в конечном итоге, межзвездного пространства . [3] [4] После встречи с системой Юпитера в 1979 году и системой Сатурна в 1980 году основная миссия была объявлена завершенной в ноябре того же года. Voyager 1 стал первым космическим зондом, который предоставил подробные изображения двух крупнейших планет и их основных лун .
Космический корабль, все еще движущийся со скоростью 64 000 км/ч (40 000 миль/ч), является самым удаленным от Земли объектом, созданным человеком, и первым, покинувшим Солнечную систему. [5] Его миссия была расширена и продолжается по сей день с целью исследования границ Солнечной системы , включая пояс Койпера , гелиосферу и межзвездное пространство . С момента запуска он получает обычные команды и передает данные обратно в Deep Space Network . [3] [6] [7]
Ожидалось, что Voyager 1 будет работать только во время встречи с Сатурном . Когда космический аппарат пролетал мимо планеты в 1980 году, Саган предложил идею о том, чтобы космический зонд сделал последний снимок Земли. [8] Он признал, что такой снимок не имел бы большой научной ценности, поскольку Земля казалась бы слишком маленькой для камер Voyager , чтобы различить какие-либо детали, но он был бы значимым как перспектива места человечества во Вселенной. [8]
Хотя многие участники программы NASA Voyager поддерживали эту идею, существовали опасения, что фотографирование Земли так близко к Солнцу может привести к непоправимому повреждению системы формирования изображений космического корабля. Идея Сагана была реализована только в 1989 году, но затем калибровка приборов еще больше задержала операцию, а персонал, который разрабатывал и передавал радиокоманды на Voyager 1, также был уволен или переведен на другие проекты. Наконец, администратор NASA Ричард Трули вмешался, чтобы обеспечить фотографирование. [5] [9] [10] Предложение продолжить фотографирование Земли, вращающейся вокруг Солнца, было отклонено. [11]
Подсистема научной визуализации (ISS) Вояджера-1 состоит из двух камер: широкоугольной камеры с фокусным расстоянием 200 мм и низким разрешением (WA), используемой для пространственно-расширенной визуализации, и узкоугольной камеры с высоким разрешением 1500 мм (NA) — той, которая использовала Pale Blue Dot — предназначенной для детальной визуализации определенных целей. Обе камеры относятся к типу видиконовых трубок с медленным сканированием и оснащены восемью цветными фильтрами, установленными на фильтрующем колесе, расположенном перед трубкой. [12] [13]
Проблема заключалась в том, что по мере продвижения миссии фотографируемые объекты становились все дальше и казались тусклее, требуя более длительной экспозиции и поворота (панорамирования) камер для достижения приемлемого качества. Возможности телекоммуникации также уменьшались с расстоянием, что ограничивало количество режимов данных, которые могла использовать система формирования изображений. [14]
После съемки серии снимков «Семейный портрет» , среди которых была и бледно-голубая точка , руководители миссии НАСА дали команду «Вояджеру-1» выключить камеры, поскольку космический аппарат не собирался пролетать вблизи чего-либо еще значимого в течение оставшейся части своей миссии, в то время как другим приборам, которые все еще собирали данные, требовалось питание для долгого путешествия в межзвездное пространство. [15]
Проект последовательности команд, передаваемых на космический корабль, и расчеты времени экспозиции каждой фотографии были разработаны космическими учеными Кэнди Хансен из Лаборатории реактивного движения НАСА и Кэролин Порко из Университета Аризоны . [9] Затем последовательность команд была составлена и отправлена на Voyager 1 , а изображения были сделаны в 04:48 по Гринвичу 14 февраля 1990 года. [16] В то время расстояние между космическим кораблем и Землей составляло 40,47 астрономических единиц (6055 миллионов километров, 3762 миллиона миль). [17]
Данные с камеры изначально хранились на бортовом магнитофоне . Передача на Землю также задерживалась из-за того, что миссиям Magellan и Galileo был предоставлен приоритет использования Deep Space Network . Затем, между мартом и маем 1990 года, Voyager 1 вернул 60 кадров обратно на Землю, причем радиосигнал путешествовал со скоростью света в течение почти пяти с половиной часов, чтобы преодолеть это расстояние. [5]
Три из полученных кадров показали Землю как крошечную точку света в пустом пространстве. Каждый кадр был сделан с использованием разных цветовых фильтров: синего, зеленого и фиолетового, с выдержкой 0,72, 0,48 и 0,72 секунды соответственно. Затем три кадра были рекомбинированы для получения изображения, которое стало Pale Blue Dot . [18] [19]
Из 640 000 отдельных пикселей , составляющих каждый кадр, Земля занимает менее одного (0,12 пикселя, согласно NASA). Светлые полосы на фотографии являются артефактом , результатом отражения солнечного света от частей камеры и ее солнцезащитного козырька из-за относительной близости между Солнцем и Землей. [5] [20] Точка обзора Voyager находилась примерно на 32° выше эклиптики . Подробный анализ показал, что камера также обнаружила Луну , хотя она слишком тусклая, чтобы быть видимой без специальной обработки. [19]
Pale Blue Dot , снятая узкоугольной камерой, также была опубликована как часть составного изображения, созданного из фотографии широкоугольной камеры, показывающей Солнце и область космоса, содержащую Землю и Венеру. Широкоугольное изображение было вставлено с двумя узкоугольными изображениями: Pale Blue Dot и похожей фотографией Венеры. Широкоугольное изображение было сделано с самым темным фильтром (полоса поглощения метана) и максимально короткой выдержкой (5 миллисекунд), чтобы избежать насыщения видиконовой трубки камеры рассеянным солнечным светом. Тем не менее, результатом было яркое выгоревшее изображение с множественными отражениями от оптики в камере и Солнца, которое кажется намного больше, чем фактический размер солнечного диска. Лучи вокруг Солнца представляют собой дифракционную картину калибровочной лампы, которая установлена перед широкоугольным объективом. [19]
Земля выглядит как синяя точка на фотографии в первую очередь из-за рэлеевского рассеяния солнечного света в ее атмосфере. В воздухе Земли коротковолновый видимый свет, такой как синий свет, рассеивается в большей степени, чем длинноволновый свет, такой как красный свет, что является причиной того, что небо кажется синим с Земли. [21] [22] (Океан также вносит вклад в синеву Земли, но в меньшей степени, чем рассеивание. [21] ) Земля выглядит как бледно -голубая точка, а не темно-синяя, потому что белый свет, отраженный облаками, объединяется с рассеянным синим светом. [22]
Спектр отражения Земли от дальнего ультрафиолета до ближнего инфракрасного не похож на спектр любой другой наблюдаемой планеты и частично обусловлен наличием жизни на Земле. [22] Рэлеевское рассеяние, которое обуславливает синеву Земли, усиливается в атмосфере, которая не поглощает существенно видимый свет, в отличие, например, от оранжево-коричневого цвета Титана , где органические частицы дымки сильно поглощают синие видимые длины волн. [23] Обильный атмосферный кислород Земли, который вырабатывается фотосинтетическими формами жизни, окисляет органику в атмосфере и превращает ее в воду и углекислый газ, делая атмосферу прозрачной для видимого света и допуская существенное Рэлеевское рассеяние и, следовательно, более сильное отражение синего света. [22]
В своей книге 1994 года «Бледно-голубая точка » Карл Саган комментирует то, что, по его мнению, является высшим значением фотографии:
С этой далекой точки обзора Земля может показаться не представляющей особого интереса. Но для нас она другая. Подумайте еще раз об этой точке. Вот она. Вот она. Вот она. Вот она. Вот она. На ней все, кого вы любите, все, кого вы знаете, все, о ком вы когда-либо слышали, все люди, которые когда-либо существовали, прожили свою жизнь. Совокупность наших радостей и страданий, тысячи самоуверенных религий, идеологий и экономических доктрин, каждый охотник и собиратель, каждый герой и трус, каждый создатель и разрушитель цивилизации, каждый король и крестьянин, каждая молодая влюбленная пара, каждая мать и каждый отец, подающий надежды ребенок, изобретатель и исследователь, каждый учитель морали, каждый продажный политик, каждая «суперзвезда», каждый «верховный лидер», каждый святой и грешник в истории нашего вида жили там — на пылинке, подвешенной в солнечном луче.
Земля — это очень маленькая сцена на огромной космической арене. Подумайте о реках крови, пролитых всеми этими генералами и императорами, чтобы в славе и триумфе они могли стать временными хозяевами части точки. Подумайте о бесконечных жестокостях, которые жители одного угла этого пикселя творили по отношению к едва различимым жителям другого угла, как часто они недопонимают друг друга, как они жаждут убивать друг друга, как пылка их ненависть.
Наши позы, наше воображаемое самомнение, заблуждение, что у нас есть некое привилегированное положение во Вселенной, подвергаются сомнению этой точкой бледного света. Наша планета — одинокая точка в великой окутывающей космической тьме. В нашей неизвестности, во всей этой необъятности нет ни намека на то, что откуда-то придет помощь, чтобы спасти нас от самих себя.
Земля — единственный известный на сегодняшний день мир, где есть жизнь. Больше некуда, по крайней мере в ближайшем будущем, куда наш вид мог бы мигрировать. Посетить — да. Поселиться — пока нет. Нравится вам это или нет, на данный момент Земля — это то место, где мы занимаем свою позицию.
Говорят, что астрономия — это смиряющий и закаляющий характер опыт. Возможно, нет лучшей демонстрации глупости человеческого тщеславия, чем этот далекий образ нашего крошечного мира. Для меня он подчеркивает нашу ответственность относиться друг к другу добрее, а также беречь и лелеять бледно-голубую точку — единственный дом, который мы когда-либо знали.
— Карл Саган [24]
В 2015 году НАСА отметило 25-ю годовщину фотографии. Эд Стоун, ученый проекта «Вояджер», прокомментировал: «Двадцать пять лет назад «Вояджер-1» оглянулся на Землю и увидел «бледно-голубую точку», изображение, которое продолжает вызывать удивление по поводу места, которое мы называем домом». [25]
В 2020 году, к 30-летию снимка, НАСА опубликовало новую версию оригинальной фотографии Voyager : Pale Blue Dot Revisited , полученную с использованием современных методов обработки изображений «при попытке уважать исходные данные и намерения тех, кто планировал снимки». Уровни яркости и цвета были перебалансированы, чтобы улучшить область, содержащую Землю, а изображение было увеличено, выглядя ярче и менее зернистым, чем оригинал. Направление Солнца направлено вниз, где изображение самое яркое. [16] [26]
Чтобы отпраздновать это же событие, Институт Карла Сагана выпустил видео, в котором несколько известных астрономов читают речь Сагана «Бледно-голубая точка». [27]