Введение

Фотография Земли, сделанная космическим аппаратом «Вояджер-1» 14 февраля 1990 года с беспрецедентного расстояния около 6 миллиардов километров (3,7 миллиарда миль, 40,5 а.е.) в рамках серии снимков «Семейный портрет» Солнечной системы. На фотографии кажущийся размер Земли меньше пикселя; планета предстает крошечной точкой на фоне необъятного пространства, среди полос солнечного света, отраженного камерой. Созданная по заказу NASA и благодаря усилиям астронома и писателя Карла Сагана, эта фотография была интерпретирована Саганом в его книге 1994 года «Бледная голубая точка» как отражение ничтожности и мимолетности человечества во Вселенной. С годами фотография неоднократно становилась предметом внимания и отмечалась, NASA отмечало её годовщины и представляло обновленные версии с улучшенной четкостью и детализацией.

Предыстория

В сентябре 1977 года НАСА запустило "Вояджер-1" – роботизированный космический аппарат с миссией по изучению внешней Солнечной системы и, в конечном итоге, межзвездного пространства. После пролета мимо системы Юпитера в 1979 году и системы Сатурна в 1980 году, основная миссия была объявлена завершенной в ноябре того же года. "Вояджер-1" стал первым космическим зондом, предоставившим детальные изображения двух крупнейших планет и их основных спутников. Космический аппарат, продолжающий движение, является самым удаленным от Земли объектом, созданным человеком, и первым, покинувшим Солнечную систему. Изначально предполагалось, что "Вояджер-1" проработает только до встречи с Сатурном. Когда аппарат пролетел мимо планеты в 1980 году, Саган предложил идею сделать последний снимок Земли. Он признал, что такой снимок не имел бы большой научной ценности, поскольку Земля казалась бы слишком маленькой, чтобы камеры "Вояджера" могли различить какие-либо детали, но он был бы значим как взгляд на место человечества во Вселенной. Предложение продолжить фотографирование Земли по мере ее обращения вокруг Солнца было отклонено.

Камера

Подсистема визуализации науки (ISS) Voyager 1 состоит из двух камер: широкоугольной камеры (WA) с фокусным расстоянием 200 мм и низким разрешением, используемой для съемки протяженных объектов, и узкоугольной камеры (NA) с фокусным расстоянием 1500 мм и высоким разрешением – той самой, которая сделала снимок "Бледная голубая точка", предназначенной для детальной съемки отдельных объектов. Обе камеры представляют собой камеры с трубками медленного сканирования (видиканами) и были оснащены восемью цветными фильтрами, установленными на фильтровом колесе перед трубкой. По мере развития миссии возникала проблема: объекты для съемки становились все дальше и тусклее, что требовало более длительных выдержек и наведения (панорамирования) камер для получения приемлемого качества изображения. С увеличением расстояния снижалась возможность телекоммуникаций, что ограничивало количество режимов передачи данных, доступных для системы визуализации. После завершения серии снимков "Семейный портрет", в которую вошла "Бледная голубая точка", руководители миссии NASA приказали Voyager 1 отключить камеры, поскольку дальнейший полет аппарата не предусматривал сближения с другими значимыми объектами, а другим приборам, продолжавшим сбор данных, требовалось питание для длительного путешествия в межзвездное пространство.

Фотография

Конструкцию командной последовательности, которая должна была быть передана космическому аппарату, и расчёты времени экспозиции для каждой фотографии разработали космические учёные Кэнди Хансен из Лаборатории реактивного движения НАСА и Кэролин Порко из Университета Аризоны. В то время расстояние между космическим аппаратом и Землёй составляло 40,47 астрономических единиц (6055 миллионов километров, 3762 миллиона миль). Данные с камеры первоначально хранились на бортовом магнитофоне. Передача на Землю также была задержана из-за того, что миссии «Магеллан» и «Галилео» получили приоритетное использование сети дальнего космоса. Затем, в период с марта по май 1990 года, «Вояджер-1» вернул на Землю 60 кадров, причём радиосигнал шёл со скоростью света почти пять с половиной часов, чтобы преодолеть это расстояние. Из 640 000 отдельных пикселей, составляющих каждый кадр, Земля занимает менее одного (0,12 пикселя, согласно данным НАСА). Светлые полосы на фотографии – это артефакт, вызванный отражением солнечного света от частей камеры и её солнцезащитного экрана из-за относительной близости Солнца и Земли. Точка зрения «Вояджера» находилась примерно на 32° над эклиптикой. Детальный анализ показал, что камера также зафиксировала Луну, хотя она слишком тусклая, чтобы быть видимой без специальной обработки. Земля выглядит бледно-голубой точкой, а не тёмно-голубой, потому что белый свет, отражённый облаками, смешивается с рассеянным синим светом. Рассеяние Рэлея, которое обуславливает синеву Земли, усиливается в атмосфере, которая не поглощает видимый свет, в отличие, например, от оранжево-коричневого цвета Титана, где органические частицы тумана сильно поглощают свет в синей части спектра. Обилие атмосферного кислорода на Земле, производимого фотосинтезирующими организмами, окисляет органические вещества в атмосфере и превращает их в воду и углекислый газ, делая атмосферу прозрачной для видимого света и обеспечивая существенное рассеяние Рэлея и, следовательно, более сильное отражение синего света.

Годовщины

В 2015 году НАСА отметило 25-летие фотографии. Эд Стоун, научный сотрудник проекта "Вояджер", прокомментировал: "Двадцать пять лет назад "Вояджер-1" обернулся к Земле и увидел "бледно-голубую точку" – изображение, которое продолжает вдохновлять и вызывать восхищение нашим домом". В 2020 году, к 30-летию снимка, НАСА опубликовало новую версию оригинальной фотографии "Вояджера": Pale Blue Dot Revisited, полученную с применением современных технологий обработки изображений "при сохранении уважения к исходным данным и замыслу тех, кто планировал съемку". Уровни яркости и цветопередача были скорректированы для улучшения видимости Земли, а изображение было увеличено, став ярче и менее зернистым, чем оригинал. Самая яркая часть изображения, где находится Солнце, расположена внизу. В ознаменование этого события Институт Карла Сагана выпустил видео, в котором известные астрономы читали речь Сагана "Бледная голубая точка".