เพลบลูดอต

เพลบลูดอต (อังกฤษ: Pale Blue Dot, "จุดสีน้ำเงินซีด") เป็นภาพถ่ายของโลก ถ่ายเมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2533 โดยกล้องที่ติดตั้งบนยานสำรวจอวกาศวอยเอเจอร์ 1 ในขณะที่ยานอยู่ห่างจากโลกกว่า 6 พันล้านกิโลเมตร (40.5 หน่วยดาราศาสตร์) ภาพถ่ายนี้เป็นส่วนหนึ่งของภาพชุดแฟมิลีพอร์เทริท (Family Portrait) ซึ่งเป็นภาพถ่ายระบบสุริยะ
ในภาพจะเห็นโลกเป็นจุดเล็ก ๆ ในอวกาศที่กว้างใหญ่ไพศาล กึ่งกลางแถบแสงอาทิตย์ที่ถูกกระเจิงเนื่องจากเลนส์กล้อง โลกมีขนาดปรากฏต่ำกว่าหนึ่งพิกเซล
ยานวอยเอเจอร์ 1 ซึ่งได้ทำภารกิจหลักเสร็จสิ้นและกำลังเดินทางออกจากระบบสุริยะ นักดาราศาสตร์และนักเขียน คาร์ล เซแกน ได้เสนอให้องค์การนาซาป้อนคำสั่งให้กล้องของยานวอยเอเจอร์ 1 หันกลับมายังจุดศูนย์กลางของระบบสุริยะและถ่ายภาพโลกผ่านอวกาศอันกว้างใหญ่เป็นภาพสุดท้าย
ระยะห่างระหว่างยานวอยเอเจอร์ 1 กับโลกเมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2533 คำนวณโดยเครื่องมือ HORIZONS จาก Jet Propulsion Laboratory ของนาซา คือ 40.472229 หน่วยดาราศาสตร์ หรือ 6,054,587,000 กิโลเมตร

เบื้องหลัง

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2520 องค์การนาซาได้ส่งยานสำรวจอวกาศวอยเอจเจอร์ 1 ขึ้นสู่อวกาศ ยานหุ่นยนต์หนัก 722 กิโลกรัมลำนี้มีภารกิจสำรวจระบบสุริยะชั้นนอกและอวกาศระหว่างดวงดาว หลังจากยานวอยเอจเจอร์สำรวจระบบดาวพฤหัสบดี (ซึ่งหมายถึงดาวเคราะห์หลักและดวงจันทร์บริวาร) ใน พ.ศ. 2522 และระบบดาวเสาร์ใน พ.ศ. 2523 ทำให้เมื่อเดือนพฤศจิกายน ปีเดียวกัน คณะทำงานในโครงการวอยเอจเจอร์ออกมาแถลงว่ายานอวกาศได้ปฏิบัติภารกิจหลักเสร็จสิ้นแล้ว โดยยานวอยเอจเจอร์ 1 นี้เป็นยานสำรวจลำแรกของมนุษย์ที่ได้ถ่ายภาพความละเอียดสูงของดาวเคราะห์ใหญ่ทั้งสองดวงรวมทั้งดาวบริวารหลักของดาวเคราะห์ดังกล่าวด้วย
ยานอวกาศลำนี้ยังเป็นวัตถุที่เคลื่อนที่เร็วที่สุดที่มนุษย์เคยสร้าง ด้วยความเร็วกว่า 64,000 กิโลเมตร/ชั่วโมง และยังเป็นวัตถุชิ้นแรกของมนุษย์ที่เดินทางออกจากระบบสุริยะ จนถึงปัจจุบันภารกิจของยานวอยเอจเจอร์ 1 ยังคงดำเนินต่อไป ภารกิจที่ถูกเพิ่มเข้ามานี้คือการสำรวจพื้นที่บริเวณขอบของระบบสุริยะ รวมถึง แถบไคเปอร์ เฮลิโอสเฟียร์ และอวกาศระหว่างดวงดาว ทุกวันนี้จึงยังมีการป้อนคำสั่งและรับข้อมูลอย่างต่อเนื่องผ่านเครือข่ายอวกาศห้วงลึก (Deep Space Network, DSN)
ในตอนแรกคณะทำงานคาดการณ์ว่ายานวอยเอจเจอร์ 1 จะปฏิบัติภารกิจสุดท้ายที่ดาวเสาร์ และหลังจากยานอวกาศบินผ่านดาวเสาร์เมื่อ พ.ศ. 2533 คาร์ล เซแกน จึงได้เสนอให้ยานวอยเอจเจอร์ถ่ายภาพโลกเป็นครั้งสุดท้าย เขาชี้ว่าภาพถ่ายดังกล่าวอาจไม่ได้มีคุณค่าทางวิทยาศาสตร์มากนัก ด้วยความที่โลกจะปรากฏให้เห็นเป็นจุดเล็กมากจนแทบไม่เห็นรายละเอียดใด ๆ หากแต่ภาพถ่ายนี้จะมีความหมายอย่างยิ่งต่อมุมมองของเราในเรื่องตำแหน่งที่อยู่อาศัยของมนุษย์ในจักรวาล
หลายคนในคณะทำงานสนับสนุนแนวคิดนี้ แต่บางคนก็ไม่เห็นด้วย ด้วยเหตุผลที่ว่าการหันกล้องกลับมายังศูนย์กลางระบบสุริยะเพื่อถ่ายภาพโลกนั้นมีความเสี่ยงที่ระบบประมวลภาพของยานจะถูกแสงอาทิตย์ทำความเสียหายจนแก้ไขคืนไม่ได้ อย่างไรก็ดี แนวคิดของคาร์ลถูกทำให้เป็นรูปธรรมเมื่อ พ.ศ. 2532 กระนั้นก็ยังมีอุปสรรคเนื่องจากขั้นตอนการปรับเทียบเครื่องมือต้องใช้เวลาทำให้ต้องเลื่อนภารกิจออกไป และเจ้าหน้าที่ผู้เคยทำการแต่งและป้อนคำสั่งให้ยานวอยเอจเจอร์ 1 ก็ถูกปลดหรือไม่ก็ถูกย้ายไปประจำที่โครงการอื่นแล้ว อย่างไรก็ตาม ริชาร์ด ทรูลี ผู้บริหารองค์การนาซาในขณะนั้น ได้ลงมาจัดการปัญหาด้วยตนเอง ทำให้ภารกิจถ่ายภาพโลกนี้สำเร็จลงได้

กล้องถ่ายภาพ

ยานวอยเอเจอร์มีระบบศาสตร์การประมวลภาพส่วนย่อย (Imaging Science Subsystem, ISS) ซึ่งในปัจจุบันไม่สามารถใช้งานได้แล้ว ระบบนี้ประกอบด้วยกล้องถ่ายภาพสองตัว ได้แก่ กล้องถ่ายภาพมุมกว้าง (WA) ความละเอียดต่ำ ความยาวโฟกัส 200 มิลลิเมตร ใช้ถ่ายภาพพื้นที่กว้าง ต้องการให้เห็นภาพรวม และกล้องมุมแคบ (NA) ความละเอียดสูง ความยาวโฟกัส 1500 มิลลิเมตร ใช้ถ่ายภาพให้เห็นรายละเอียดของเป้าหมาย ซึ่งกล้องนี้เป็นกล้องที่ใช้ถ่ายภาพ “เพลบลูดอต” กล้องทั้งสองตัวประกอบด้วยหลอดกล้องโทรทัศน์แบบวิดิคอน (vidicon) กราดตรวจอย่างช้า ติดตัวกรองแสง 8 สี ติดบนวงล้อตัวกรองแสงด้านหน้าหลอด
สิ่งท้าทายของทีมงานควบคุมกล้องคือ ยานอวกาศจะแล่นห่างออกไปจากวัตถุมากขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้ภาพวัตถุปรากฏสีจางลงเรื่อย ๆ กล้องถ่ายภาพต้องเปิดรูรับแสงเป็นเวลานานขึ้น และอาจต้องส่ายกล้องด้วยเพื่อให้ได้ภาพถ่ายคุณภาพดี นอกจากนี้ เมื่อยานแล่นห่างออกไป ความสามารถในการรับส่งข้อมูลระหว่างโลกกับยานสำรวจจะลดน้อยลง ทำให้วิธีที่สามารถรับส่งข้อมูลโดยเฉพาะกับระบบประมวลภาพมีจำกัดมากขึ้น
หลังจากถ่ายภาพชุดแฟมิลีพอร์เทริทซึ่งรวมถึงภาพถ่ายเพลบลูดอตสำเร็จ ผู้จัดการโครงการของนาซาได้สั่งการให้คณะทำงานปิดการใช้งานกล้องถ่ายภาพของยานวอยเอจเจอร์ 1 เนื่องจากยานสำรวจจะไม่ได้แล่นเข้าใกล้วัตถุที่สำคัญใด ๆ อีก และยังต้องการสำรองพลังงานไว้ใช้ในระบบอื่นของยานซึ่งยังคงทำงานและเก็บข้อมูลอยู่ตลอดการเดินทางอันยาวนานสู่อวกาศระหว่างดวงดาว

ภาพถ่าย

ลำดับชุดคำสั่งสำหรับถ่ายทอดให้ยานสำรวจรวมทั้งการคำนวณเวลาเปิดรูรับแสงของกล้องออกแบบโดยนักวิทยาศาสตร์อวกาศ แคนดี แฮนเซ็น (Candy Hansen) จากศูนย์ปฏิบัติการแรงขับไอพ่น (Jet Propulsion Laboratory, JPL) และแคโรลีน ปอร์โก จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา หลังจากที่ถ่ายภาพสำเร็จในวันที่ 14 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2533 ข้อมูลของภาพจะถูกบันทึกและเก็บไว้ในเครื่องบันทึกเทปที่ติดตั้งไปกับยานเพื่อรอคำสั่งให้ส่งข้อมูลกลับโลก การส่งข้อมูลกลับโลกผ่านเครือข่ายอวกาศห้วงลึกนั้นมีความล่าช้าเนื่องจากขณะนั้นยานสำรวจในโครงการแมเจลแลน (ดาวศุกร์) และกาลิเลโอ (ดาวพฤหัสบดี) กำลังใช้เครือข่ายดังกล่าวส่งข้อมูล สุดท้ายแล้วยานวอยเอจเจอร์ 1 ก็สามารถส่งภาพจำนวน 60 เฟรมได้ในช่วงเดือนมีนาคมและพฤษภาคม พ.ศ. 2533 ข้อมูลสัญญาณวิทยุนี้ถูกส่งกลับโลกด้วยความเร็วแสงและใช้เวลาในการเดินทางถึง 5 ชั่วโมงครึ่ง
เฟรม 3 อันจากจำนวนดังกล่าวแสดงให้เห็นโลกเป็นจุดแสงเล็ก ๆ ท่ามกลางอวกาศว่างเปล่า ซึ่งแต่ละเฟรมถูกถ่ายโดยใช้ตัวกรองแสงสีต่างกัน ได้แก่ สีน้ำเงิน สีเขียว และสีม่วง แต่ละเฟรมใช้เวลาเปิดรับแสง 0.72, 0.48 และ 0.72 วินาทีตามลำดับ เฟรมทั้งสามอันถูกประกอบเข้าด้วยกันเป็นภาพ “เพลบลูดอต” เฟรมแต่ละอันมีความละเอียดภาพ 640,000 พิกเซล ถึงกระนั้นโลกที่ปรากฏบนภาพดังกล่าวกินเนื้อที่เพียง 0.12 พิกเซล