نقطه آبی کمرنگ

زمین از فاصله ۶ میلیارد کیلومتری (۳٫۷ میلیارد مایلی) نقطه کوچکی در اعماق تاریک فضا به نظر می‌رسد (لکه بسیار کوچک سفید در قسمت سمت راست پایین تصویر، در میانه نوار قهوه‌ای).
نقطه آبی کمرنگ نام نگاره‌ای است که در سال ۱۹۹۰ میلادی توسط فضاپیمای کاوشگر وویجر ۱ و از فاصله ۶ میلیارد کیلومتری از کره زمین به عنوان بخشی از مجموعه تصاویر منظومه شمسی پرتره خانواده گرفته شده‌است. در این نگاره کره زمین به شکل یک «نقطه آبی کوچک رنگ‌پریده» (در اندازه ۰/۱۲ پیکسل) در برابر عظمت فضا دیده می‌شود.
فضاپیمای وویجر ۱ که ماموریت اولیه خود را به پایان رسانده بود و در حال ترک منظومه شمسی بود، توسط ناسا دستور گرفت توسط دوربین خود یک عکس از کره زمین از پهنه دور و وسیع فضا تهیه کند. این کار به درخواست کارل سیگن صورت پذیرفت. در این تصویر اندازه ظاهری زمین کمتر از یک پیکسل است و سیاره ما همچون نقطه‌ای کوچک در برابر عظمت فضا به نظر می‌رسد؛ از دید دوربین زمین در میان پرتوهایی از نور خورشید غوطه‌ور به نظر می‌رسد.
همچنین عنوان این نگاره در کتاب ، نوشته کارل سیگن که در سال ۱۹۹۴ منتشر شد به کار برده شده‌است.
پیش‌زمینه
وویجر ۱ فضاپیمایی رباتیک با وزن ۷۲۲ کیلوگرم است که توسط ناسا در تاریخ ۵ سپتامبر ۱۹۷۷ به منظور بررسی بیرون منظومه شمسی و در نهایت فضای میان‌ستاره‌ای به فضا پرتاب شده‌است. تا به امروز () از پرتاب این کاوشگر می‌گذرد و همچنان دستورها و داده‌های معمول را از شبکه فضای دوردست دریافت می‌کند. وویجر ۱ اولین کاوشگر تارک منظومه شمسی و همچنین دورترین جسم ساخته دست بشر از کره زمین است. پس از گذر از کنار مشتری در سال ۱۹۷۹ و کیوان در ۱۹۸۰، رسالت اصلی ماموریت انجام شد. وویجر ۱ به عنوان اولین کاوشگر فضایی شناخته شد که توانست تصاویری دقیق از دو سیاره بزرگ منظومه شمسی و اقمار اصلی آن‌ها تهیه و ارائه کند. این فضاپیما با سرعت ۴۰،۰۰۰ مایل در ساعت (۶۴۰۰۰ کیلومتر در ساعت) دورترین شیء بشرساخت از کره زمین و همین‌طور اولین سازه‌ای است که موفق به ترک منظومه شمسی شده. این ماموریت تمدید شده و تا به امروز با هدف بررسی آنسوی مرزهای منظومه شمسی همانند کمربند کویپر، هلیوسفر و فضای بین‌ستاره‌ای ادامه دارد. وویجر ۱ برای تا امروز () دستورهای معمول را دریافت کرده و همچنان داده‌ها را به شبکه فضای دوردست ارسال می‌کند.
در ابتدا انتظار می‌رفت که وویجر ۱ تنها تا هنگام رسیدن به زحل فعالیت کند اما پس از پشت‌سر گذاشتن این ماموریت، سیگن ایده ثبت دورترین تصویر فضایی از سیاره زمین را پیشنهاد داد. سیگن به این نکته اشاره کرد که چنین تصویری ارزش علمی بالایی ندارد زیرا زمین بسیار کوچک به نظر می‌رسد اما می‌تواند تصویری معنادار باشد زیرا چشم‌اندازی از مکان ما در جهان را نشان می‌دهد. اگرچه افراد بسیاری در برنامه وویجر با این ایده موافق بودند اما همواره خطر ورود آسیب جدی به سیستم تصویربرداری فضاپیما هنگام انداختن عکس از زمین از چنین فاصله‌ای وجود داشت. این نگرانی تا سال ۱۹۸۹ که ایده کارل سیگن عملی شد، وجود نداشت اما پس از آن ابزارهای تنظیم، عملیات را به عقب انداختند و پرسنلی که دستورهای رادیویی را به وویجر ۱ انتقال می‌دادند، اخراج شدند یا به بخش‌های دیگر منتقل شدند. سرانجام ریچارد اچ ترولی رئیس ناسا که از طرفداران طرح بود در پروژه دخالت کرد تا از انجام گرفتن آن اطمینان حاصل کند.
دوربین
زیر سامانه تصویربرداری علمی وویجر از دو دوربین تشکیل شده بود: یک دوربین با فاصله کانونی عدسی ۲۰۰ میلی‌متری با کیفیت پایین و زاویه باز مورد استفاده برای تصویربرداری توسعه‌یافته فضایی و یک دوربین ۱۵۰۰ میلی‌متری با کیفیت بالا و زاویه بسته — که عکس نقطه آبی کمرنگ را گرفت — برای تصویربرداری دقیق از اهداف خاص در نظر گرفته شده بود. هر دو دوربین از نوع اسکن آهسته ویدیکان (نوعی دوربین فیلمبرداری تلویزیونی) همراه با هشت فیلتر رنگی بر روی یک فیلتر در جلوی لوله ویدیکان قرار داده شده بودند. چالش تیم تصویربرداری ناسا این بود که هرچه از آغاز ماموریت می‌گذشت، اشیائی که قرار بود از آنان عکس‌برداری شود، از فضاپیما دورتر می‌شدند؛ بنابراین کم نورتر به نظر می‌رسیدند و نیاز به نوردهی طولانی‌تر و حتی حرکت افقی دوربین داشتند تا بتوانند عکسی با کیفیت خوب بگیرند. همچنین با دورشدن فضاپیما قابلیت ارتباط از راه دور و تعداد حالاتی که می‌تواند توسط سیستم تصویربرداری استفاده شود، کاهش می‌یابد. پس از گرفتن سری عکس‌های پرتره خانواده شامل نقطه آبی کمرنگ، مدیران ناسا به وویجر ۱ فرمان دادند که دوربین‌هایش را خاموش کند زیرا دیگر قرار نبود به عنوان فضاپیما در اطراف اهداف تعیین‌شده حرکت کند؛ درحالی که سایر ابزارهای جمع‌آوری اطلاعات، برای سفر طولانی میان‌ستاره‌ای‌شان به قدرت و انرژی نیاز دارند.
عکس
زاویه عریض خورشید و سیارات درونی (غیرقابل مشاهده)، نقطه آبی کمرنگ در چپ و زهره در راست قرار دارند
طراحی توالی فرمان برای فضاپیما و محاسبه زمان مواجهه با سوژه، توسط دانشمندان فضایی کندی هانسن در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا و کارولین پورکو در دانشگاه آریزونا انجام گرفت. پس از این که توالی فرمان در ۱۴ فوریه ۱۹۹۰ ساخته شد، داده‌های دوربین ابتدا در یک ضبط صوت آن‌برد ذخیره شد. انتقال اطلاعات به زمین نیز به علت اولویت فضاپیمای گالیله و کاوشگر ماژلان در استفاده از شبکه فضای دوردست به تعویق افتاده بود. سپس بین ماه‌های مارس و مه سال ۱۹۹۰، وویجر ۱ توانست در زمان نزدیک به پنج ساعت و نیم، ۶۰ فریم را به همراه امواج رادیویی که با سرعت نور حرکت می‌کردند به زمین بفرستد. سه عدد از فریم‌های دریافتی، زمین را به عنوان یک نقطه کوچک نورانی در یک فضای خالی نشان می‌داد. هر فریم با استفاده از فیلترهای رنگی مختلف گرفته شد:آبی، سبز و بنفش با زمان قرار گرفتن به ترتیب ۰٫۷۲، ۰٫۴۸ و ۰٫۷۲ ثانیه. پس از آن سه فریم برای ایجاد تصویر نهایی که نقطه آبی کمرنگ نامیده شد، ترکیب شدند.
از ۶۴۰،۰۰۰ پیکسل که هر فریم را تشکیل می‌دهند، زمین کمتر از یکی (۰٫۱۲ پیکسل، به گفته ناسا) دربر می‌گیرد. نوارهای نوری موجود در عکس، آرتیفکت‌هایی هستند که در نتیجه بازتاب نور خورشید در بخش‌های از دوبین و سایه‌بان آن، با توجه به نزدیکی نسبی بین خورشید و زمین به وجود آمدند. نقطه نظر وویجر حدود ۳۲ درجه بالاتر از دائرهالبروج بود. تجزیه و تحلیل دقیق نشان می‌دهد که دوربین همچنین ماه را نیز شناسایی کرد، اگر چه به قدری ضعیف که بدون انجام پردازش‌های خاص قابل مشاهده نبود.
رنگ آبی کمرنگ زمین در تصویر در نتیجه قطبش و پراکندگی نور انعکاس‌یافته از زمین می‌باشد. میزان قطبش به عوامل مختلفی از جمله پوشش ابری، مناطق اقیانوس‌ها، جنگل‌ها، بیابان‌ها، زمین‌های برفی و غیره بستگی دارد. نقطه آبی کمرنگ که با دوربین زاویه باریک گرفته شده‌است، همچنین به عنوان بخشی از یک تصویر مرکب با تصویر دوربین زاویه عریض، منتشر شد. تصویر زاویه دید عریض به همراه دو تصویر زاویه باریک ثبت شده بود، نقطه آبی کمرنگ و تصویری مشابه از زهره. عکس زاویه دید وسیع با تاریک‌ترین فیلتر (باند جذب متان) و کوتاه‌ترین مدت مواجهه احتمالی (۵ میلی ثانیه) برای جلوگیری از اشباع شدن لوله ویدیکان دوربین با نور خورشید در نظر گرفته شد. با این حال، نتیجه یک تصویر روشن‌سوخته با بازتاب‌های متعدد خورشید در عدسی دوربین بود که به نظر می‌رسد بسیار بزرگتر از ابعاد واقعی صفحه خورشیدی باشد. پرتوهای اطراف خورشید، حاصل یک الگوی پراکندگی از کالیبراسیون هستند که در مقابل لنز زاویه عریض قرار گرفته‌اند.
فاصله
محل تقریبی وویجر ۱ با رنگ سبز مشخص شده‌است.
بر اساس محاسبات ابزارهای آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا، فاصله وویجر ۱ از زمین در تاریخ‌های ۱۴ فوریه و ۱۵ مه ۱۹۹۰ به شرح زیر است:
فاصله وویجر ۱ از زمین
واحد اندازه‌گیری
۱۴ فوریه ۱۹۹۰
۱۵ مه ۱۹۹۰
یکای کیهانی
۴۰٫۴۷۲۲۲۹
۴۰٫۴۱۷۵۰۶
کیلومتر
۶،۰۵۴،۵۸۷،۰۰۰
۶،۰۴۶،۴۰۰،۰۰۰
مایل
۳،۷۶۲،۱۴۶،۰۰۰
۳،۷۵۷،۰۵۹،۰۰۰
تاملات سیگن
در خلال سخنرانی کارل سیگن در دانشگاه کرنل، وی تصویر نقطه آبی کمرنگ را به شنوندگان نشان داد و تاملات خود را درباره معنای ژرف نقطه آبی کمرنگ به اشتراک گذاشت:
کارل سیگن کتاب ۱۹۹۴ خود را به تبعیت از عکس، عنوان نهاد.
در سال ۲۰۱۵ ناسا بیست و پنجمین سالگرد نقطه آبی کمرنگ را به رسمیت شناخت.
تیله آبی
طلوع زمین