太阳系全家福

太阳系全家福是由美国国家航空航天局的太空船旅行者1号于1990年2月14日拍摄的合成照片。拍摄进行于太空船离开太阳系八大行星后,进行其星际任务之前。同时,这些照片亦是著名由远方太空拍摄的地球照片“暗淡蓝点”的来源所在。曾任旅行者1号摄影团队的美国著名天文学家卡尔·萨根,从事了多年才能促使这些照片的出现。

旅行者1号拍摄的太阳系全家福
太阳系全家福的拍摄位置分析

这些照片是由旅行者1号在处于64亿公里外(40亿英里)的外太空,与黄道呈32°时所拍摄的。美国太空总署当时从太空船发射回地球的讯号中,编译出60张照片,连线6米之长。挑选旅行者1号进行这个任务,是因为她的飞行轨迹被设定飞到太阳系的北极上空,在这个位置向后望太阳对船上的仪器损耗较少。与其姊妹船旅行者2号不同,由于她的飞行位置较为与黄道靠近,结果在拍摄木星时就会过于靠近太阳,增加仪器损毁的机会[1]。从这张由60张单独照片合成的照片中,可看到(从右至左):海王星(N)、天王星(U)、土星(S)、太阳(SUN)、金星(V)、地球(E)及木星(J)。当中木星的映像大于使用窄角度镜头时拍摄的一个像素,所以能够被清楚剖析。同样土星的映像也可清晰看见围绕它的光环。而天王星及海王星的映像则比实际为大,那是因为在拍摄照片的15秒曝光时间之中[2],太空船自身的动作使照片被擦模糊。金星与地球的映像则是因为太空船与之相距太远,致使拍摄出来的映像比窄角度镜头拍摄出来的一个像素还要小。地球只占整像照片的0.12像素左右,而金星更只占0.11个像素而已[3]。无独有偶,地球的位置亦刚好在其中一道太阳的散乱光线之上。[2]不过这张全家福仍然遗漏了水星火星和当时仍被列为行星的冥王星水星因为太过接近太阳而拍摄不到;火星就因为太阳的散乱光线影响了太空船上的镜头而拍不到;而冥王星则因为体积太小及离太阳较远而照射不到足够光线。[1]

正如上文所说,由于这张全家福是合成照片,并非以一次曝光而拍摄。当中,有为数不少的照片是经过不同的曝光及使用不同的滤光器拍摄而成,以便尽可能提高拍摄对象的具体特征。拍摄太阳时则使用了最暗的滤光器(一条甲烷吸收带)及选取了尽可能最短的曝光时间(五千分之一秒)[2],以减低太阳的强烈光线对太空船上镜头内的光导摄像管的影响。从照片看来太阳并非很大,只有从地球上看到的直径大约40分之一左右[2]。然而,其亮度仍然比在地球上看到的最光亮恒星天狼星多出8百万倍。[2]照片能够拍摄得如此光亮,是因为经过镜头内的光学仪器多次反射所致。而在其他围绕太阳的阔角度照片,亦可看到一些加工以减低光学仪器内散乱光线对照片的影响。这些照片用上了清晰的滤光器作一秒的曝光拍摄而成。[2]大部份的照片都使用了阔角度镜头,但在拍摄行星时则采用了焦距为1500毫米的窄角度镜头[3](上图内在合成照片外另置的行星照片),以突显各个行星的特征。

参考

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  1. ^ 1.0 1.1 Anderson, Charlene. 太空主題:旅行者. 2002年2月 [2007-05-11]. (原始内容存档于2007-05-25). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 NASA. Visible Earth. [2007年5月11日]. (原始内容存档于2007年7月17日). 
  3. ^ 3.0 3.1 Calvin Hamilton. 太陽系全家福. [2007年5月11日]. (原始内容存档于2007年5月16日).