전 세계가 스타맨(SpaceX가 개발한 새로운 우주복을 입고 화성을 향해 향하는 테슬라 전기 로드스터의 운전석에 앉아 있는 스페이스X의 마네킹)에 대한 새로운 정보를 지켜보고 기다리는 동안, 우주국 NASA는 우주 장비 "뉴 호라이즌스(New Horizons)"가 촬영한 인류 역사상 가장 먼 우주 사진입니다. 사진 촬영 당시(2017년 12월 5일), 기기는 지구로부터 61억 2천만 킬로미터 떨어진 곳에 있었다.
거리 기록 외에도 New Horizons 사진에는 다른 놀라운 기능이 있습니다. 이 관측소는 해왕성 궤도 너머 지구로부터 55천문 단위 거리에 위치한 카이퍼 벨트의 여러 물체를 이미지화했습니다. 벨트는 작은 우주체와 얼음, 암모니아, 메탄과 같은 다양한 물질의 축적으로 구성됩니다.
1천문단위는 1억 4,960만 킬로미터, 즉 지구에서 태양까지의 거리와 같다는 것을 상기해보자. 따라서 New Horizons가 촬영한 물체는 우리로부터 80억 킬로미터 이상 떨어진 곳에 있습니다. 특히, 주요 목표인 카이퍼 벨트 객체 2014 MU69를 향해 이동하는 관측소는 여러 왜행성 2012 HZ84 및 2012 HE85의 가색 이미지를 획득했습니다.
카이퍼 벨트 물체 2012 HZ84(왼쪽) 및 2012 HE85(오른쪽)
같은 날, 두 시간 전에 장치가 또 다른 사진을 찍었습니다. 이번에 촬영된 물체는 좀 더 멀리 떨어져 있는 소원의 우물(Wishing Well) 성단(NGC 3532)이었습니다.
소원성단(NGC 3532)
2015년부터 2016년까지 우주선은 난쟁이 행성 명왕성의 상세한 이미지가 포함된 전체 사진 세트를 캡처하여 천문학자들에게 전례 없는 새로운 수준의 세부 사항으로 이 천체의 표면을 연구하고 분석할 수 있는 또 다른 기회를 제공했습니다.
New Horizons는 지구에서 지금까지 도달한 최초의 장치와는 거리가 멀다는 점에 유의해야 합니다. 그 전에는 Voyager 1/2, Pioneer 10/11과 같은 탐사선이 있었습니다. 그러나 뉴호라이즌스(New Horizons)는 카메라가 아직 작동 중인 유일한 인공 우주선입니다. 탐사선은 현재 최대 절전 모드에 있으며 주요 임무 목표를 향해 움직이고 있습니다. 과학자들은 2019년에 이 장치가 명왕성에서 16억 킬로미터 떨어진 소행성 2014 MU69의 이미지를 촬영할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
2016년 8월 16일
NASA 및 기타 우주 기관의 웹사이트에 게시된 우주 사진은 사진의 진위 여부를 의심하는 사람들의 관심을 끄는 경우가 많습니다. 비평가들은 이미지에서 편집, 수정 또는 색상 조작의 흔적을 발견합니다. 이는 '달 음모'가 탄생한 이래로 지금은 미국인뿐만 아니라 유럽인, 일본인, 인도인이 찍은 사진도 의혹을 받고 있다. 우리는 N+1 포털과 함께 우주 이미지가 왜 처리되는지, 그럼에도 불구하고 그것이 진짜라고 간주될 수 있는지 조사하고 있습니다.
우리가 인터넷에서 보는 우주 이미지의 품질을 정확하게 평가하기 위해서는 두 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다. 그 중 하나는 기관과 일반 대중 간의 상호작용의 성격과 관련이 있고, 다른 하나는 물리적 법칙에 의해 결정됩니다.
섭외
우주 이미지는 근거리 및 심우주 연구 임무를 대중화하는 가장 효과적인 수단 중 하나입니다. 그러나 모든 영상이 미디어에 즉시 제공되는 것은 아닙니다.
우주에서 수신된 이미지는 "원시", 과학 및 공개의 세 그룹으로 나눌 수 있습니다. 우주선에서 가져온 원시 파일 또는 원본 파일은 모든 사람이 사용할 수 있는 경우도 있지만 그렇지 않은 경우도 있습니다. 예를 들어, 화성 탐사선 큐리오시티(Curiosity)와 기회(Opportunity) 또는 토성의 위성 카시니(Cassini)가 촬영한 이미지는 거의 실시간으로 공개되므로 화성이나 토성을 연구하는 과학자들과 동시에 누구나 이를 볼 수 있습니다. ISS에서 촬영한 지구의 원시 사진은 별도의 NASA 서버에 업로드됩니다. 우주비행사들은 그것들을 수천 개로 넘치지만, 누구도 그것들을 사전 처리할 시간이 없습니다. 지구상에서 추가되는 유일한 것은 검색을 더 쉽게 하기 위한 지리적 참조입니다.
일반적으로 NASA나 기타 우주국의 보도자료에 첨부된 공개 영상은 애초에 인터넷 사용자의 시선을 사로잡는 영상이기 때문에 리터칭이라는 비판을 받습니다. 그리고 원한다면 그곳에서 많은 것을 찾을 수 있습니다. 그리고 색상 조작:
가시광선에서 근적외선을 포착한 스피릿 로버의 착륙 플랫폼 사진.
(c) NASA/JPL/코넬
여러 이미지를 오버레이하면 다음과 같습니다.
달의 콤프턴 분화구 위의 지구돋이.
복사하여 붙여넣으세요.
푸른 대리석 조각 2001
(c) NASA/로버트 시몬/MODIS/USGS EROS
일부 이미지 조각을 삭제하여 직접 수정하는 경우도 있습니다.
하이라이트 샷아폴로 17호 GPN-2000-001137.
(다) NASA
이러한 모든 조작에 대한 NASA의 동기는 너무 단순해서 모든 사람이 그것을 믿을 준비가 되어 있지는 않습니다. 그것은 더 아름답습니다.
하지만 바닥이 보이지 않는 암흑의 공간은 렌즈의 잔해와 필름의 하전 입자의 방해를 받지 않을 때 더욱 인상적으로 보이는 것은 사실입니다. 컬러 프레임은 흑백 프레임보다 실제로 더 매력적입니다. 사진의 파노라마는 개별 프레임보다 낫습니다. NASA의 경우 원본 영상을 찾아 다른 영상과 비교하는 것이 거의 항상 가능하다는 것이 중요합니다. 예를 들어, 달 사진 수정의 주요 증거로 인용되는 아폴로 17호 이미지의 원본 버전(AS17-134-20384)과 "인쇄 가능한" 버전(GPN-2000-001137)은 다음과 같습니다.
프레임 AS17-134-20384와 GPN-2000-001137의 비교
(다) NASA
또는 자화상을 만들 때 "사라진" 로버의 "셀카봉"을 찾아보세요.
2015년 1월 14일 Sol 868의 큐리오시티 이미지
(c) NASA/JPL-Caltech/MSSS
디지털사진물리학
일반적으로 "이 디지털 시대"에 색상을 조작하고, 필터를 사용하고, 흑백 사진을 게시하는 것에 대해 우주 기관을 비판하는 사람들은 디지털 이미지 생성과 관련된 물리적 프로세스를 고려하지 않습니다. 그들은 스마트폰이나 카메라가 즉시 컬러 이미지를 생성한다면 우주선이 이를 수행할 수 있는 능력이 훨씬 더 뛰어나야 한다고 믿으며, 컬러 이미지를 즉시 화면에 표시하려면 얼마나 복잡한 작업이 필요한지 전혀 모릅니다.
디지털 사진의 이론을 설명하겠습니다. 디지털 카메라의 매트릭스는 실제로 태양 전지입니다. 빛이 있습니다 – 전류가 있고, 빛이 없습니다 – 전류가 없습니다. 매트릭스만이 단일 배터리가 아니라 다수의 소형 배터리(픽셀)이며 각 배터리에서 현재 출력을 별도로 읽습니다. 광학 장치는 빛을 포토매트릭스에 집중시키고, 전자 장치는 각 픽셀에서 방출되는 에너지의 강도를 읽습니다. 얻은 데이터로부터 이미지는 회색 음영으로 구성됩니다. 어두운 곳에서는 전류가 0인 것부터 밝은 곳에서는 최대 전류까지, 즉 출력은 흑백입니다. 컬러를 만들려면 컬러 필터를 적용해야 합니다. 이상하게도 가장 가까운 매장의 모든 스마트폰과 모든 디지털 카메라에는 컬러 필터가 있다는 것이 밝혀졌습니다! (어떤 사람들에게는 이 정보가 사소하지만, 저자의 경험에 따르면 많은 사람들에게는 뉴스가 될 것입니다.) 기존 사진 장비의 경우 빨간색, 녹색, 파란색 필터가 번갈아 사용되며 이는 개별 픽셀에 교대로 적용됩니다. 매트릭스의 - 이것은 소위 바이엘 필터입니다.
베이어 필터는 녹색 픽셀의 절반으로 구성되며 빨간색과 파란색은 각각 영역의 1/4을 차지합니다.
(다) 위키미디어
여기서 반복합니다. 내비게이션 카메라는 파일의 무게가 가볍고 색상이 필요하지 않기 때문에 흑백 이미지를 생성합니다. 과학용 카메라를 사용하면 인간의 눈이 인식할 수 있는 것보다 공간에 대한 더 많은 정보를 추출할 수 있으므로 더 넓은 범위의 컬러 필터를 사용합니다.
Rosetta에 있는 OSIRIS 장비의 매트릭스 및 필터 드럼
(다) MPS
눈에 보이지 않는 근적외선 필터를 빨간색 대신 사용하면 미디어에 나오는 많은 이미지에서 화성이 빨간색으로 나타나는 결과를 얻었습니다. 적외선 범위에 대한 모든 설명이 재인쇄되지 않아 별도의 논의가 발생했으며 "화성은 어떤 색입니까?"라는 자료에서도 논의했습니다.
그러나 Curiosity 로버에는 Bayer 필터가 있어 우리 눈에 친숙한 색상으로 촬영할 수 있지만 별도의 컬러 필터 세트도 카메라에 포함되어 있습니다.
(c) NASA/JPL-Caltech/MSSS
개별 필터를 사용하면 물체를 보고 싶은 빛의 범위를 선택하는 데 더 편리합니다. 그러나 이 물체가 빠르게 움직이면 그림의 위치가 다른 범위에서 변경됩니다. Elektro-L 영상에서 이는 위성이 필터를 교체하는 동안 몇 초 만에 움직이는 빠른 구름에서 눈에 띄었습니다. 화성에서는 Spirit and Opportunity 탐사선에서 일몰을 촬영할 때도 비슷한 일이 일어났습니다. 이 탐사선에는 Bayer 필터가 없습니다.
솔 489에서 스피릿이 찍은 일몰. 753,535 및 432 나노미터 필터로 촬영한 이미지의 오버레이.
(c) NASA/JPL/코넬
토성에서 카시니도 비슷한 어려움을 겪고 있습니다.
카시니 이미지의 토성의 위성 타이탄(뒤)과 레아(앞)
(c) NASA/JPL-Caltech/우주 과학 연구소
Lagrange 지점에서 DSCOVR은 동일한 상황에 직면합니다.
2015년 7월 16일 DSCOVR 이미지에서 지구 원반을 가로지르는 달의 이동.
(c) NASA/NOAA
미디어 배포에 적합한 이번 촬영에서 아름다운 사진을 얻으려면 이미지 편집기에서 작업해야 합니다.
모든 사람이 알지 못하는 또 다른 물리적 요인이 있습니다. 흑백 사진은 컬러 사진에 비해 해상도와 선명도가 더 높습니다. 이는 필터로 일부를 잘라내지 않고 카메라에 들어오는 모든 빛 정보를 포함하는 소위 전색성 이미지입니다. 따라서 많은 "장거리" 위성 카메라는 팬크롬에서만 촬영하는데, 이는 우리에게 흑백 영상을 의미합니다. 이러한 LORRI 카메라는 New Horizons에 설치되고 NAC 카메라는 LRO 달 위성에 설치됩니다. 예, 사실 특수 필터를 사용하지 않는 한 모든 망원경은 팬크롬으로 촬영됩니다. (“NASA는 달의 진짜 색깔을 숨기고 있다”는 말이 나온 것입니다.)
필터가 장착되어 있고 해상도가 훨씬 낮은 다중 스펙트럼 "컬러" 카메라를 전색성 카메라에 부착할 수 있습니다. 동시에 컬러 사진을 전색성 사진에 겹쳐서 고해상도 컬러 사진을 얻을 수 있습니다.
New Horizons의 전색 및 다중 스펙트럼 이미지로 보는 명왕성
(c) NASA/JHU APL/사우스웨스트 연구소
이 방법은 지구를 촬영할 때 자주 사용됩니다. 이에 대해 알고 있다면 일부 프레임에서 흐릿한 색상 프레임을 남기는 일반적인 후광을 볼 수 있습니다.
WorldView-2 위성에서 촬영한 지구 합성 이미지
(c)디지털글로브
이 오버레이를 통해 달 위의 매우 인상적인 지구의 프레임이 생성되었으며, 이는 위에서 다양한 이미지를 오버레이하는 예로서 제시되었습니다.
(c) NASA/고다드/애리조나 주립대학교
추가 처리
게시하기 전에 프레임을 정리해야 할 때 그래픽 편집기 도구를 사용해야 하는 경우가 많습니다. 우주 기술의 완벽함에 대한 아이디어가 항상 정당화되는 것은 아니기 때문에 우주 카메라의 잔해가 흔한 이유입니다. 예를 들어, 큐리오시티 로버의 MAHLI 카메라는 정말 쓰레기입니다. 달리 표현할 수 있는 방법이 없습니다.
Sol 1401에 있는 MAHLI(Mars Hand Lens Imager)가 촬영한 Curiosity 사진
(c) NASA/JPL-Caltech/MSSS
STEREO-B 태양 망원경의 한 점은 태양의 북극 위를 끊임없이 날아다니는 외계 우주 정거장에 대한 별도의 신화를 불러일으켰습니다.
(c) NASA/GSFC/JHU APL
우주에서도 하전 입자가 개별 점이나 줄무늬 형태로 매트릭스에 흔적을 남기는 것은 드문 일이 아닙니다. 셔터 속도가 길어질수록 더 많은 흔적이 남고 프레임에 "눈"이 나타나 미디어에서는 잘 보이지 않으므로 게시하기 전에 이를 지우려고 합니다(읽기: "포토샵").
(c) NASA/JPL-Caltech/우주 과학 연구소
그러므로 우리는 다음과 같이 말할 수 있습니다. NASA는 우주에서 찍은 사진을 포토샵으로 찍습니다. ESA 포토샵. 로스코스모스 포토샵. ISRO 포토샵. JAXA 포토샵...잠비아 국립우주국만 포토샵을 하지 않습니다. 따라서 누군가 NASA 이미지에 만족하지 않는 경우에는 처리 흔적 없이 언제든지 우주 이미지를 사용할 수 있습니다.
몇 분만 시간을 내어 우주에서 찍은 지구와 달의 정말 숨막히는 사진 25장을 즐겨보세요.
이 지구 사진은 1969년 7월 20일 아폴로 11호 우주선에 탑승한 우주 비행사들이 촬영한 것입니다.
인류가 발사한 우주선은 수천, 수백만 킬로미터 떨어진 곳에서 지구의 풍경을 감상합니다.
NOAA가 운영하는 미국 기상 위성인 Suomi NPP가 캡처했습니다.
날짜: 2015년 4월 9일.
NASA와 NOAA는 하루에 14번 지구 궤도를 도는 Suomi NPP 기상 위성에서 찍은 사진을 사용하여 이 합성 이미지를 만들었습니다.
그들의 끝없는 관찰을 통해 우리는 태양, 달, 지구의 희귀한 위치에서 우리 세계의 상태를 모니터링할 수 있습니다.
DSCOVR 태양 및 지구 관측 우주선에 의해 포착되었습니다.
날짜: 2016년 3월 9일.
DSCOVR 우주선은 2016년 개기 일식 동안 지구를 가로지르는 달 그림자의 이미지 13장을 포착했습니다.
하지만 우주 속으로 더 깊이 들어갈수록 지구의 모습은 우리를 더욱 매료시킵니다.
로제타 우주선이 촬영한 사진.
날짜: 2009년 11월 12일.
Rosetta 우주선은 혜성 67P/Churyumov-Gerasimenko를 연구하도록 설계되었습니다. 2007년에는 혜성 표면에 연착륙했다. 장치의 주요 탐사선은 2016년 9월 30일에 비행을 완료했습니다. 이 사진은 남극과 햇빛이 비치는 남극을 보여줍니다.
우리 행성은 얇고 거의 보이지 않는 가스층으로 둘러싸여 있는 반짝이는 푸른 대리석처럼 보입니다.
아폴로 17호 승무원이 촬영한 사진
날짜: 1972년 12월 7일.
아폴로 17호 우주선 승무원들은 마지막 유인 달 탐사 임무 중에 "The Blue Marble"이라는 제목의 이 사진을 찍었습니다. 이것은 역사상 가장 많이 유포된 사진 중 하나입니다. 지구 표면에서 약 29,000km 떨어진 곳에서 촬영되었습니다. 이미지의 왼쪽 상단에는 아프리카가 보이고 왼쪽 하단에는 남극 대륙이 보입니다.
그리고 그녀는 우주의 암흑 속에서 홀로 표류합니다.
아폴로 11호 승무원이 촬영한 사진.
날짜: 1969년 7월 20일.
Neil Armstrong, Michael Collins 및 Buzz Aldrin의 승무원은 지구에서 약 158,000km 떨어진 달로 비행하는 동안 이 사진을 찍었습니다. 프레임에 아프리카가 보입니다.
거의 혼자입니다.
1년에 약 두 번, 달은 DSCOVR 위성과 주요 관측 대상인 지구 사이를 통과합니다. 그러다가 우리는 위성의 반대편을 볼 수 있는 흔치 않은 기회를 얻게 됩니다.
달은 지구보다 50배 작은 차가운 암석 덩어리입니다. 그녀는 우리의 가장 위대하고 가장 가까운 하늘의 친구입니다.
Apollo 8 승무원의 일원으로 William Anders가 촬영했습니다.
날짜: 1968년 12월 24일.
아폴로 8호 우주선에서 찍은 유명한 지구돋이 사진.
한 가지 가설은 약 45억년 전 원시 지구가 화성 크기의 행성과 충돌한 후에 달이 형성되었다는 것입니다.
달 정찰 궤도선(LRO, Lunar Orbiter)이 촬영했습니다.
날짜: 2015년 10월 12일.
2009년에 NASA는 달의 분화구 표면을 연구하기 위해 로봇 행성 간 탐사선 LRO를 발사했지만, 지구돋이 사진의 현대 버전을 포착할 기회를 포착했습니다.
1950년대부터 인류는 사람과 로봇을 우주로 발사해왔습니다.
루나 오비터 1호가 촬영한 사진.
날짜: 1966년 8월 23일.
로봇형 무인 우주선 루나 오비터 1호(Lunar Orbiter 1)가 달에 우주비행사를 착륙시킬 장소를 검색하던 중 이 사진을 찍었습니다.
우리의 달 탐사는 기술 정복 추구의 혼합체입니다.
아폴로 11호 승무원 마이클 콜린스가 촬영한 사진.
날짜: 1969년 7월 21일.
아폴로 11호의 달 모듈인 이글이 달 표면에서 돌아옵니다.
그리고 만족할 줄 모르는 인간의 호기심...
Chang'e 5-T1 달 탐사선이 촬영한 사진입니다.
날짜: 2014년 10월 29일.
중국 국가우주국의 달 탐사선이 촬영한 달 뒷면의 보기 드문 사진.
극단적인 모험을 찾아보세요.
아폴로 10호 승무원이 촬영한 사진.
날짜: 1969년 5월.
이 영상은 우주비행사 토마스 스태포드(Thomas Stafford), 존 영(John Young), 유진 서넌(Eugene Cernan)이 아폴로 10호의 달 비착륙 시험 비행 중에 촬영한 것입니다. 이러한 지구돋이 이미지를 얻는 것은 움직이는 배에서만 가능합니다.
지구는 항상 달에서 멀지 않은 것 같습니다.
클레멘타인 1호 탐사선이 촬영한 사진.
날짜: 1994.
클레멘타인 임무는 NASA와 북미항공우주방위사령부(North American Aerospace Defense Command) 간의 공동 계획의 일환으로 1994년 1월 25일에 시작되었습니다. 1994년 5월 7일에 탐사선은 통제권을 떠났지만 이전에 지구와 달의 북극을 보여주는 이 이미지를 전송했습니다.
마리너 10호가 촬영한 사진.
날짜: 1973년 11월 3일.
대륙간탄도미사일을 이용해 수성, 금성, 달에 발사된 NASA의 행성간 로봇 정거장 매리너 10호가 촬영한 두 장의 사진(하나는 지구, 다른 하나는 달)을 합성한 것이다.
우리 집이 더 멋있어 보여요...
갈릴레오 우주선이 촬영한 사진.
날짜: 1992년 12월 16일.
목성과 위성을 연구하는 도중 NASA의 갈릴레오 우주선이 이 합성 이미지를 포착했습니다. 지구보다 약 3배 더 밝은 달이 전경에 있어 보는 사람에게 더 가깝습니다.
그럴수록 그는 더욱 외로워 보인다.
Near Earth 소행성 Rendezvous Shoemaker 우주선이 촬영한 사진입니다.
날짜: 1998년 1월 23일.
1996년에 소행성 에로스(Eros)로 보내진 NASA의 NEAR 우주선은 지구와 달의 이미지를 포착했습니다. 남극 대륙은 우리 행성의 남극에서 볼 수 있습니다.
대부분의 이미지는 지구와 달 사이의 거리를 정확하게 묘사하지 않습니다.
보이저 1호 로봇 탐사선이 촬영한 사진.
날짜: 1977년 9월 18일.
지구와 달의 대부분의 사진은 물체가 멀리 떨어져 있기 때문에 여러 이미지로 구성된 합성 이미지입니다. 그러나 위에서는 우리 행성과 자연 위성이 하나의 프레임에 포착된 첫 번째 사진을 볼 수 있습니다. 이 사진은 탐사선 보이저 1호가 태양계를 '그랜드 투어'하기 위해 촬영한 것입니다.
수십만, 수백만 킬로미터를 여행하고 돌아와야 두 세계 사이의 거리를 진정으로 감상할 수 있습니다.
자동 행성 간 스테이션 “Mars-Express”가 촬영한 사진입니다.
날짜: 2003년 7월 3일.
유럽 우주국(European Space Agency)의 행성 간 로봇 스테이션 Max Express(Mars Express)가 화성으로 이동하는 동안 수백만 킬로미터 떨어진 지구의 이미지를 촬영했습니다.
이곳은 거대하고 비어있는 공간이다.
NASA의 마스 오디세이(Mars Odyssey) 궤도선이 포착한 모습.
날짜: 2001년 4월 19일.
220만km 거리에서 촬영한 이 적외선 사진은 지구와 달 사이의 엄청난 거리, 즉 약 385,000km, 즉 지구 지름의 약 30배를 보여줍니다. 마스 오디세이(Mars Odyssey) 우주선이 화성을 향해 향하면서 이 사진을 찍었다.
그러나 함께 있어도 지구-달 시스템은 깊은 우주에서 중요하지 않게 보입니다.
NASA의 Juno 우주선이 촬영한 사진입니다.
날짜: 2011년 8월 26일.
NASA의 주노(Juno) 우주선은 가스 거인에 대한 연구를 수행하고 있는 목성까지 거의 5년 동안 여행하는 동안 이 이미지를 포착했습니다.
화성 표면에서 볼 때 우리 행성은 밤하늘의 또 다른 “별”처럼 보이므로 초기 천문학자들은 당황했습니다.
스피릿 화성 탐사 로버가 촬영한 사진입니다.
날짜: 2004년 3월 9일.
화성에 착륙한 지 약 두 달 뒤, 스피릿 탐사선은 작은 점으로 나타나는 지구의 사진을 포착했습니다. NASA는 "달 너머 다른 행성 표면에서 촬영한 최초의 지구의 이미지"라고 밝혔습니다.
지구는 토성의 빛나는 얼음 고리 속에서 사라졌습니다.
카시니 자동 행성간 관측소에서 촬영한 사진입니다.
날짜: 2006년 9월 15일.
NASA의 카시니(Cassini) 우주정거장은 토성의 그림자 사진 165장을 찍어 가스 거인의 백라이트 모자이크를 만들었습니다. 지구는 왼쪽 이미지 속으로 들어갔습니다.
칼 세이건(Carl Sagan)이 말했듯이 지구에서 수십억 킬로미터 떨어진 곳에 있는 우리의 세계는 우리의 모든 승리와 비극이 펼쳐지는 작고 외로운 공인 "창백한 푸른 점"일 뿐입니다.
보이저 1호 로봇 탐사선이 촬영한 사진.
날짜: 1990년 2월 14일.
이 지구 이미지는 보이저 1호가 집에서 약 40억 마일 떨어진 곳에서 촬영한 일련의 "태양계 초상화" 중 하나입니다.
Sagan의 연설에서:
“아마도 우리의 작은 세계에 대한 이 분리된 그림보다 어리석은 인간의 오만을 더 잘 보여주는 것은 없을 것입니다. 그것은 우리의 유일한 집인 창백한 푸른 점을 보존하고 소중히 여기는 우리의 책임, 서로에게 더 친절해야 할 의무를 강조하는 것 같습니다.”
Sagan의 메시지는 변함이 없습니다. 지구는 하나뿐이므로 우리는 지구를 보호하기 위해 최선을 다해야 하며, 주로 우리 자신으로부터 지구를 보호해야 합니다.
일본의 인공 달 위성 Kaguya(SELENE으로도 알려짐)는 아폴로 8호 승무원이 촬영한 지구돋이 사진 40주년을 기념하기 위해 1000% 가속도로 달 위로 지구가 떠오르는 영상을 포착했습니다.
이것이 과학자들이 화성을 처음으로 "본" 방법입니다.
51년 전인 1965년 7월 14일, 마리너 4호 우주 정거장이 화성에 접근했고, 인류 역사상 처음으로 다른 행성의 사진을 여러 장 찍었습니다. 사진을 찍으려면 기기 하단에 장착된 대형 아날로그 카메라를 사용해야 했습니다. 카메라가 사진을 찍은 후 이미지가 디지털 코드로 지구로 전송되었습니다. 이 코드가 지구에 수신되면 디코더를 통해 실행되어야 했습니다. 이 장치의 작동에는 몇 시간이 걸렸습니다.
그러나 이것은 인류 역사상 최초의 화성의 이미지였으며 NASA 직원은 기다리기를 원하지 않았습니다. 따라서 이미지를 직접 수동으로 디코딩하기로 결정했습니다. 
수신된 코드에 대한 흑백 음영 코드가 알려졌기 때문에 전문가들은 수신된 메시지를 노란색에서 갈색까지 연필로 색칠하기로 결정했습니다. 따라서 세계 최초의 화성 이미지는 사진이 아닌 손으로 채색한 스케치임이 밝혀졌다.
이미지의 확대된 영역
이미지는 적도 근처 화성 표면의 단면을 보여줍니다. 이 각도에서 보면 이 이미지는 마치 붉은 행성 표면에서 찍은 것처럼 보입니다. 그러나 사실 프레임 중앙의 "경사면"은 행성의 둥근 가장자리입니다. 다음은 장치의 실제 위치를 명확하게 보여주는 흑백 이미지입니다.
마리너 4호는 자동 행성간 정거장이다. 플라이바이 궤적을 통해 화성에 대한 과학적 연구를 수행하고, 행성 간 공간과 화성 근처 공간에 대한 정보를 전송하기 위한 것이었습니다. 대기와 전리층에 대한 정보를 얻기 위해 표면의 이미지를 얻고 행성이 관측소에서 보내는 신호의 전파 일식 실험을 수행할 계획이었습니다. 설계, 제조 및 테스트를 담당하는 주요 조직은 NASA의 제트 추진 연구소(JPL)입니다. 개별 시스템의 개발은 다양한 산업 조직과 고등 교육 기관에서 수행되었습니다.
마리너 3호와 4호의 모습은 다음과 같습니다. 아래는 보이는 것처럼 대포가 아니라 비디오 카메라입니다. (이미지: NASA)
이 장치는 다른 행성의 근접 이미지를 촬영하여 지구로 전송하는 최초의 우주선이 되었습니다. 마리너 4호는 화성의 전체 사진 21장과 불완전한 사진 1장을 촬영했습니다. 화성이 장치를 폐쇄하고 지구와의 무선 통신이 중단되었기 때문에 불완전한 사진을 얻었습니다. 7월 14일부터 15일까지 이런 일이 있었습니다.
금성의 경우처럼, 마리너 4호가 화성에 접근한 지 몇 년 후에 인류가 얻을 수 있었던 대기와 표면의 사진인 화성 사진도 표면의 구조에 대한 추측에서 사실과 정보로 이동할 수 있게 해주었다. 이론. 무의식적으로 저자가 천문학자인 Giovanni Schiaparelli와 Percival Lowell인 화성 표면의 운하에 대한 신화는 매우 오랫동안 존재해 왔습니다. 오랫동안 과학자들과 일반 사람들이 운하를 화성인의 작품으로 여겼던 이유도 바로 여기에 있었습니다. 화성을 관찰한 스키아파렐리(Schiaparelli)는 발견된 선의 이름을 이탈리아어 단어 "canali"로 명명했습니다. 이는 모든 수로(자연 및 인공 기원 모두)를 의미하며 영어로 "수로", "운하" 또는 "홈"(운하, 인공 운하 또는 고랑). 그의 작품을 영어로 번역할 때 인공 기원의 수로를 나타내는 데 영어로 사용되는 "운하"라는 단어가 사용되었습니다. 그 자신은 나중에 자신이 정확히 무엇을 의미하는지 명시하지 않았습니다. 그러나 화성의 거주 가능성에 의문을 제기하는 사람은 거의 없었습니다. 누군가가 행성 규모로 이러한 채널을 만들어야 했습니다.
1962년 미 공군 전문가들이 만든 화성 지도는 화성 표면에 채널이 존재함을 보여주었습니다. 이 지도는 NASA가 마리너의 경로를 계획하는 데 사용되었습니다. Mariner 4 카메라로 촬영한 직사각형 표시 위치
그러나 장치에는 인공적이든 자연적이든 어떤 채널도 표시되지 않았습니다. 관측소 장비에서 제공한 사진과 데이터에 따르면 화성은 표면 온도가 섭씨 0도 이하인 건조하고 추운 행성이라는 사실이 밝혀졌습니다. 행성은 우주 방사선으로 가득 차 있습니다. 고에너지 입자로부터 보호할 전리층이 없습니다. 마리너 4호는 화성에서 문명의 흔적을 발견하지 못했습니다. 따라서 1965년에 행성 표면에 운하가 존재한다는 신화가 사라졌습니다.
반세기가 지난 지금, 인간은 화성을 연구할 수 있는 충분한 도구를 보유하고 있습니다. 호기심과 기회가 그 표면에서 작용하고 있습니다. 화성 정찰 궤도선(Mars Reconnaissance Orbiter)과 망갈리안(Mangalyaan)을 포함하여 궤도에 여러 우주선이 있습니다. 이 모든 것을 통해 우리는 화성을 주의 깊게 연구하고 흥미로운 발견을 할 수 있습니다. 예를 들어, 궤도선은 우리가 화성 표면에 액체 물이 주기적으로 나타나는 것을 배우는 데 도움이 되었습니다.
이 연구는 마리너 4호부터 시작되었습니다. 그 50주년은 뉴호라이즌스의 명왕성 저공비행과 일치했습니다.
불과 반세기 전만 해도 과학자들은 우주에서 수신한 암호화된 이미지를 연필로 그렸지만, 이제 천문학자들은 명왕성, 추류모프-게라시멘코 혜성, 카론, 세레스 등 지구에서 멀리 떨어진 물체의 상세한 이미지를 수신하고 있습니다. 앞으로 50년 후에는 무슨 일이 일어날지 궁금합니다.
30년 전, 한 쌍의 우주 여행자가 토성을 지나 날아가서 행성과 위성의 매혹적인 이미지를 전송하는 것을 전 세계가 큰 관심을 가지고 지켜보았습니다.
NASA의 가장 야심찬 임무 중 하나인 보이저호의 프로젝트 과학자인 에드 스톤(Ed Stone)은 토성의 좁은 고리 중 하나에서 고리를 처음 봤을 때를 기억합니다. 이 날은 보이저 1호 우주선이 30년 전 거대 행성에 가장 가까이 다가간 날입니다. 과학자들은 캘리포니아주 패서디나에 있는 NASA 제트추진연구소 작업실의 텔레비전 모니터 앞에 모여서 비행이 진행되는 동안 매일 놀라운 이미지와 기타 데이터를 살펴보았습니다.
NASA의 보이저 1호 우주선이 토성에 가장 가까이 다가가는 동안 이 이미지를 촬영했습니다. 그는 토성의 좁은 고리 중 하나에 고리를 보여주었습니다(왼쪽). 카시니 우주선(오른쪽)의 이미지를 통해 과학자들은 마침내 토성의 위성인 프로메테우스와 판도라가 고리의 뒤틀린 모양을 형성하는 방식을 이해할 수 있었습니다.
스톤 박사는 오늘날 F 고리로 알려진 들쭉날쭉하고 꼬인 고리에 관심을 돌렸습니다. 넓은 고리를 구성하는 수많은 입자는 토성 주위의 거의 원형 궤도에 있습니다. 따라서 NASA의 파이오니어 10호와 11호 우주선이 비행하기 불과 1년 전에 F링이 발견된 것은 놀라운 일 중 하나였습니다.
현재 패서디나에 있는 캘리포니아 공과대학에 있는 스톤은 "보이저호가 우리에게 매우 다른 토성을 보여주고 있다는 것이 분명했다"고 말했다. 몇 번이고 우주선은 예상치 못한 일을 너무 많이 보여 주었고 종종 이해하는 데 며칠, 몇 달, 심지어 몇 년이 걸렸습니다.
F 고리는 보이저 1호가 1980년 11월 12일, 보이저 2호가 1981년 8월 25일에 토성에 가까이 접근하는 동안 발견된 많은 이상한 것들 중 하나에 불과합니다. 신비한 엔셀라두스가 연구되었으며 그 표면은 일종의 지질 활동을 나타냅니다.
토성의 북극 주변의 놀라운 육각형 구조는 보이저 2호 이미지(왼쪽)에서 처음 발견되었습니다. 카시니는 육각형의 고해상도 사진을 찍었습니다. 이미지는 육각형이 행성 대기의 제트 기류 중 하나에서 매우 안정적인 파동임을 보여줍니다.
두 우주선에서 촬영한 이미지에는 지상 망원경으로는 볼 수 없는 행성의 대기를 휩쓸고 있는 엄청난 폭풍이 나타나기도 했습니다.
과학자들은 타이탄의 대기가 두꺼운지 얇은지 여부에 대한 오랜 논쟁을 해결하기 위해 보이저호의 데이터를 사용해 왔습니다. 민감한 장비를 통해 토성의 달 타이탄에는 질소가 풍부한 대기에 두꺼운 탄화수소 안개가 포함된 대기가 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 이번 발견으로 과학자들은 타이탄 표면에 액체 메탄과 에탄 바다가 존재한다고 믿게 되었습니다.
보이저 1호가 촬영한 이 이미지는 토성의 달 타이탄이 질소 대기의 탄화수소 안개에 싸여 있는 모습을 보여주었고, 이를 통해 천문학자들은 타이탄 표면의 액체 메탄과 에탄의 바다에 대해 추측하게 되었습니다. 카시니는 온타리오(오른쪽)라는 호수의 레이더 이미지와 타이탄의 다른 액체 탄화수소 호수 이미지를 보내 이 이론을 성공적으로 확인했습니다.
스톤은 "돌아보면 보이저호 임무 이전에 우리가 태양계에 대해 아는 것이 얼마나 적었는지 깨달았다"고 덧붙였다.
타이탄 표면의 호수를 보여주는 레이더 이미지의 애니메이션.
실제로 이러한 우주 정찰기의 비행은 많은 새로운 질문을 불러일으켰고, 이후 NASA의 또 다른 우주선인 카시니(Cassini)가 이러한 미스터리를 해결하기 위해 보내졌습니다. 보이저 1호는 토성 구름 위 약 126,000km를 비행할 예정이었지만, 보이저 2호는 구름층 위 약 100,800km를 비행했지만 카시니는 훨씬 더 낮은 고도로 하강했습니다.
NASA의 보이저 우주선은 토성의 위성 엔셀라두스(왼쪽)의 근접 이미지를 최초로 포착했습니다. 카시니 탐사선은 2005년 얼음 위성 엔셀라두스(오른쪽)에서 뿜어져 나오는 수증기 기둥을 처음 발견해 달 표면 문제를 지질학적으로 해결했다.
카시니의 오랜 토성 주변 활동 덕분에 과학자들은 보이저호가 본 많은 미스터리에 대한 답을 발견했습니다.
카시니는 엔셀라두스의 끊임없이 새로워지는 풍경, 즉 호랑이 줄무늬, 수증기 제트와 유기 입자가 뿜어져 나오는 균열을 설명하는 메커니즘을 발견했습니다. 카시니 연구에 따르면 타이탄 달은 실제로 표면에 안정된 액체 탄화수소 호수를 갖고 있으며 개발 초기의 지구와 매우 유사하다는 사실이 밝혀졌습니다. 카시니 데이터는 또한 보이저호가 발견한 두 개의 작은 달인 프로메테우스와 판도라가 이상하게 뒤틀린 모양을 가진 F 고리에 어떤 영향을 미치는지 해결했습니다.
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1977년부터 1989년까지 일하기 시작한 JPL의 카시니 프로젝트 과학자인 린다 스필커(Linda Spilker)는 "카시니가 발견한 많은 부분은 보이저 덕분이다"라고 말합니다. "우리는 여전히 카시니 데이터를 보이저호 결과와 비교하고 있으며 그 유산을 자랑스럽게 구축하고 있습니다."
그러나 보이저호는 카시니가 아직 풀지 못한 많은 미스터리를 남겼습니다. 예를 들어, 과학자들은 보이저호 이미지에서 토성의 북극에서 육각형 구조를 처음으로 발견했습니다.
카시니는 북쪽 육각형의 고해상도 사진을 찍었습니다. 데이터는 과학자들에게 30년 동안 토성의 육각형을 유지해 온 행성 대기의 놀랍도록 안정적인 파동에 대해 알려줍니다.
과학자들은 NASA의 보이저(Voyager) 우주선이 촬영한 이미지에서 '살'이라고 알려진 작은 입자 구름을 처음으로 보았습니다. 바퀴살은 고리 평면 위로 솟아오르는 정전기로 대전된 작은 입자에 의해 발생하는 것으로 생각되지만, 과학자들은 입자가 어떻게 이 전하를 얻는지 여전히 파악하고 있습니다.
더욱 당혹스러운 것은 토성의 고리에서 발견된 여러 개의 쐐기 모양의 작은 입자 구름이었습니다. 과학자들은 이 바퀴가 자전거 바퀴살처럼 보이기 때문에 "바퀴살"이라고 불렀습니다. 카시니 팀은 우주선이 토성에 처음 도착한 이후부터 그들을 찾고 있었습니다. 토성의 춘분 동안 햇빛이 가장자리에 있는 고리를 비추었고 토성의 B 고리의 바깥 부분에 바퀴살이 나타났습니다. 카시니 과학자들은 이러한 이상한 현상의 원인이 무엇인지에 대한 이론을 계속 테스트하고 있습니다.
오늘날 보이저(Voyager) 우주선은 여전히 태양계 가장자리까지의 여정을 개척하고 있습니다. 우리는 이 우주선이 실제 성간 공간을 탐험할 것이라고 기대할 수는 없지만 후광권에 대한 데이터를 꽤 성공적으로 전송합니다. 방사성동위원소 발생기의 에너지는 2030년까지 충분할 것이며, 생명이 없는 선박은 관성에 의해 별을 만날 때까지 우주 공간을 날아갈 것입니다.
보이저 1호 이미지(왼쪽)는 1980년에 촬영된 토성의 대류 구름을 보여줍니다. 2004년 카시니 이미지(오른쪽)는 카시니가 감지한 전파 방출의 강력한 원인인 드라코라는 거대 거인의 대기에 폭풍이 발생하는 모습을 보여줍니다. 이 무선 방출은 지구상의 번개에 의해 생성되는 무선 방출의 폭발과 매우 유사합니다. 2009년에 카시니는 토성 대기에서 번쩍이는 번개 사진을 돌려보냈습니다.
보이저 1호는 1977년 9월 5일 발사됐으며 현재 태양으로부터 약 170억km 떨어진 곳에 위치해 있다. 이것은 가장 먼 우주선입니다. 1977년 8월 20일 발사된 보이저 2호는 현재 태양으로부터 약 140억km 떨어진 곳에 위치해 있다.
카시니 우주선이 촬영한 이미지로 제작된 이 영상에는 행성의 북극 주변을 소용돌이치는 허리케인과 폭풍이 담겨 있습니다.
보이저호는 캘리포니아 공과대학(California Institute of Technology)이 운영하는 JPL에서 제작되었습니다. Cassini-Huygens 임무는 NASA, 유럽 우주국 및 이탈리아 우주국 간의 공동 프로젝트입니다. JPL은 또한 Cassini를 운영하고 있으며 궤도선과 두 대의 탑재 카메라는 JPL에서 설계, 개발 및 조립되었습니다.
15년 동안의 작업 동안 이루어진 카시니의 발견을 보여주는 비디오
