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Voyager 1 · 1990

暗淡蓝点

1990 年 2 月 14 日,旅行者 1 号在 60 亿公里之外回望地球,拍下了这张照片。地球在画面中不足一个像素——一粒悬浮在一束阳光中的微尘。

那张照片

《暗淡蓝点》(英语:Pale Blue Dot,又译作《苍蓝小点》或《淡蓝小点》)是太空探测器旅行者 1 号于 1990 年 2 月 14 日拍摄的地球照片,为当日取得的「太阳系全家福」系列影像之一。在这张照片里,地球的角直径 小于一个像素,整个行星只是外太空中的一个微小光点,位于相机捕捉到的阳光散射光带之间。

《暗淡蓝点》原版影像:深色背景中横贯数条斜向光带,画面中央偏右有一粒极小的亮点,那就是地球
《暗淡蓝点》原版,1990 年 2 月 14 日由旅行者 1 号拍摄(此图按原始分辨率展示)。画面中横跨的光带并不是星云, 而是太阳光在相机及其遮光罩内部反射造成的影像伪影;地球恰好位于其中一条散射光线的中央。 图片:NASA / JPL,公有领域。
拍摄时间
1990 年 2 月 14 日 4:48(格林威治标准时间)
拍摄时与地球的距离
40.47 天文单位(约 60.55 亿公里)
地球在画面中的大小
不足一个像素(依 NASA 资料约 0.12 像素)
相机
旅行者 1 号窄角相机(焦距 1500 毫米、f/8.5)
滤镜与曝光
三色滤镜各拍一帧,曝光 0.72 / 0.48 / 0.72 秒,合成为彩色影像
观测视角
位于黄道上方约 32°

照片是怎么拍到的

旅行者 1 号的影像科学子系统由两部相机组成:一部低分辨率的广角相机负责大范围影像,一部高分辨率的窄角相机负责对特定目标的细部观测。 两者都采用慢扫描式维迪康摄影管,感光表面由硒及硫化物材料制成,镜头前配置了含八种彩色滤镜的滤镜轮。 《暗淡蓝点》出自其中的窄角相机——一部焦距 1500 毫米、f/8.5 的折反射式望远镜(卡塞格林反射望远镜),设计源自水手计划。

把相机指向地球的指令序列、以及各帧曝光时间的计算,由行星科学家卡罗琳·波尔科与 NASA 喷气推进实验室的空间科学家 坎迪斯·汉森-科哈切克共同完成。影像于 1990 年 2 月 14 日 4:48 拍摄;当时探测器与地球相距 40.47 天文单位。

数据最初储存在航天器的机载磁带录音机里。由于麦哲伦号金星探测器与伽利略号探测器任务优先占用深空网络, 回传地球的作业被推迟:1990 年 3 月至 5 月期间,旅行者 1 号共传回 60 个影格;无线电信号以光速传输,单程约需五个半小时。 这 60 帧里有三帧拍到了地球——它们分别透过三色滤镜拍摄,再合成为你上面看到的这张彩色影像。每个影格由约 64 万个像素构成, 而地球所占不足一个像素。后续分析还发现,相机其实也捕捉到了月球的信号,但亮度极低,需要经过特殊的影像处理才能辨识。

在完成包括「太阳系全家福」在内的一系列拍摄之后,NASA 任务团队指示关闭了旅行者 1 号的相机系统:后续任务中探测器不会再靠近 其他有观测价值的天体,为节省能源、延长任务寿命,其余仍在运作的科学仪器被优先保留,以支持它持续飞往星际空间的长期任务。

旅行者 1 号拍摄的六颗行星:金星、地球、木星、土星、天王星、海王星
「太阳系全家福」中的六颗行星(自左上到右下:金星、地球、木星、土星、天王星、海王星)。这张合成图由广角相机影像拼接而成, 并嵌入两张窄角影像——一张是地球(即《暗淡蓝点》),另一张是金星。水星因太靠近太阳而看不到;火星因光学系统中的散射阳光 无法被探测到;冥王星则因体积小、距离远没有被纳入。金星在画面中直径约 0.11 像素。图片:NASA / JPL,公有领域。

一次「回望」的提议

按最初的规划,旅行者 1 号只在执行土星探测任务期间维持通信,之后便会一路飞离。1980 年完成对土星的飞越后, 卡尔·萨根提出让探测器回望地球、拍下最后一张影像的构想。他同时指出:从科学观测的角度而言,这类影像的价值有限—— 地球在画面中过于微小,难以辨识任何细节;但在哲学与文化层面上,这张影像对于人类反思自身在宇宙中的位置具有深远意义。

  • 1977 年 9 月 5 日:旅行者 1 号发射,任务目标是探测外太阳系并最终进入星际空间(探测器质量约 722 公斤)。
  • 1979 年、1980 年:先后完成木星与土星探测;1980 年 11 月宣布主要任务结束。
  • 1980 年:土星飞越完成后,萨根提出「回望地球」的构想;旅行者计划内部已有多位 NASA 成员支持。
  • 1983 年:亚利桑那大学行星科学家卡罗琳·波尔科加入计划,她在不知道萨根提议的情况下也独立提出了类似想法, 并从 1985 年起持续探讨其可行性。
  • 顾虑:朝接近太阳的方向拍摄,可能对影像设备造成不可逆的损害。
  • 1989 年:拍摄计划才正式获得批准,但此后仍因仪器校准与人员调动而延迟。
  • 1990 年 2 月:在当时 NASA 署长理查德·特鲁利的介入下,拍摄工作顺利完成。
  • 至于持续拍摄地球绕日运行影像的提案,最终未被采纳。

为什么是「淡」蓝色

地球在这张影像里呈现为蓝色光点,主要是其大气对太阳光的瑞利散射所致:短波长的可见光(如蓝光)比长波长的光(如红光) 更容易被散射,这也是我们站在地面上看天空是蓝色的原因之一。海洋对整体蓝色外观也有贡献,但影响程度相对较小。

它呈「淡」蓝色而非深蓝色,则是因为云层反射的白光与散射的蓝光混合在了一起。从远紫外线到近红外线的反射光谱看, 地球与其他已观测行星呈现出差异,这一特征部分与地球上存在生命活动有关:地球大气中丰富的氧气主要由光合作用生物产生, 这些气体将有机物氧化为水与二氧化碳,使大气对可见光保持相对透明,进而增强了瑞利散射效应、提升了蓝光的整体反射强度。 作为对照,橙褐色的土卫六(泰坦)上,有机霾粒子会强烈吸收蓝光波段。

萨根的话

萨根在 1994 年的著作《暗淡蓝点:展望人类的太空家园》里,写下了他在这张照片里看到的:

再来看一眼这个小点。就在这里。这就是家。这就是我们。在这个小点上,每一个你爱的人,每一个你认识的人, 每一个你听说过的人,每一个人,无论是谁,都在此度过一生。我们所有的快乐和挣扎,数以千万自傲的宗教信仰、 思想体系观念意识,以及经济学原理教义,每一个猎人或征服者,每一位勇士或懦夫,每一个文明的缔造者或摧毁者, 每一位君王或农夫,每一对陷入爱河的年轻伴侣,每一位为人父母者,所有充满希望的小孩、发明家或探险者, 每一位灵魂导师,每一个腐败的政客,每一个所谓的‘超级巨星’,每一个所谓的‘至高领袖’, 每一位我们人类史上的圣人或罪人……我们的一切一切,全部都存在于这样一粒悬浮在一束阳光中的尘埃上。

地球,只是浩瀚宇宙竞技场上一个小小的舞台。想想那些帝王将相扬起的腥风血雨,只为在荣耀和胜利中, 短暂享受主宰着一个小点上一小部分的滋味。想想有些永无止境的残暴,竟然就发生在这个小点上某个角落里的一群人、 与几乎分不出任何区别的同样这一个小点上的另一个角落的另一群人之间。他们之间的误解能有多频繁, 他们之间想灭掉对方的愿望能有多迫切,他们之间互相的仇恨能有多炽烈。

我们的装腔作势与妄自尊大,我们以为自己在宇宙中享有特权的幻想,都被这颗发着微弱蓝光的小点所挑战。 我们的这颗星球,是一粒孤孤单单的微尘,被包裹在宇宙浩瀚的黑暗中。在我们有限的认知里,在这一片浩瀚之中, 没有任何迹象表明救助会从别处而来帮助我们救赎自己。

目前为止,地球是我们唯一所知有生命居住的世界。没有其他地方——至少是在不远的未来里,可供我们这一物种移民。 我们能够造访,但尚不能常驻。不管你喜不喜欢,目前为止只有地球是我们的立足之地。

有人说,天文学是一门令人谦卑的、同时也是塑造性情的学问。也许没有什么比从遥远太空拍摄到我们微小世界的这张照片, 更能展示人类的自负有多愚蠢。对我而言,这也是在提醒我们的责任所在:更和善地对待彼此, 并维护和珍惜这颗暗蓝色的小点——这个我们目前所知唯一的家园。

——卡尔·萨根,《暗淡蓝点:展望人类的太空家园》(1994)

后来的回响

2006 年,艾伯特·高尔在纪录片《绝望真相》中把这张「暗淡蓝点」置于片末,用这张照片强调停止全球暖化的迫切性, 并改述了萨根的消息:「这已是我们拥有的一切」。

2015 年,NASA 为纪念这张照片拍摄 25 周年举行活动。旅行者计划科学家爱德华·C·斯通说:「25 年前,旅行者 1 号回望地球, 看见了一个『暗淡蓝点』,这张影像持续激发人们对我们称之为家园之地的惊奇与思索。」

2020 年是影像发布 30 周年,NASA 发布了重新处理的版本《重访暗淡蓝点》(Pale Blue Dot Revisited):用现代影像处理技术制作, 同时强调在处理过程中「尊重原始资料与影像规划者的初衷」。新版调整了亮度与色彩,以凸显地球所在的位置,并对整体画面进行了放大, 比原始版本更明亮、颗粒感更低;画面中最明亮的区域位于下方,对应着太阳所在的方向。同年,卡尔·萨根研究所发布了一段纪念影片, 邀集多位天文学家朗读萨根关于「暗淡蓝点」的著名演说,重申这张影像在人文与科学层面的象征意义。

《重访暗淡蓝点》(2020):散射光束中,中央偏右有一粒柔和的蓝色亮点,即地球
《重访暗淡蓝点》(Pale Blue Dot Revisited),NASA / JPL-Caltech 于 2020 年发布。按 NASA 的说明, 地球就是光束之中、画面中央偏右的那一粒柔和蓝色亮点——比 1990 年的原版更容易找到。 图片:NASA / JPL-Caltech,公有领域。

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