太阳系全家福

由旅行者1号拍摄的太阳系全家福

太阳系全家福的拍摄位置分析

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。

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。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，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。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。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。

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），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。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。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。大部分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（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。