从外太空看地球是什么样子?

Question

如题所述

Answer 1

2020年11月18日，通过NASA-ESA太阳轨道器（SolO）看到的金星、地球和火星的照片发布。这张照片是在大约1.557亿英里（2.506亿公里）外拍摄的，与我们太阳距离地球约9300万英里（1.5亿公里）形成鲜明对比。太阳在图像框外的右侧。图来自ESA/NASA/NRL/Solar Orbiter/SolOHI。
从外太空看地球是什么样子？我们能离地球多远，还能用自己的眼睛看到它吗？
为了找到这些问题的答案，让我们进行一次想象中的太阳系之旅。探索我们太阳系的航天器给了我们地球的奇妙景色。继续阅读并查看本页上的照片，了解从我们自己的空间附近的其他各个地方看地球的样子。
首先，想象一下自己在地球表面上方约200英里（300公里）的位置。这大约是国际空间站（ISS）轨道的高度。从国际空间站的窗户看，地球表面显得很大。白天可以清楚地看到主要地貌。到了晚上，从地球轨道上，你会看到地球上城市的灯光。
白天的地球，来自国际空间站，摄于2012年。北美五大湖在阳光下熠熠生辉。夜晚的地球，来自2012年的国际空间站。爱尔兰在前景中，英国在后面和右侧。明亮的日出在背景中。绿色和紫色在地平线的其余部分显示了北极光。
让我们走得更远，比如说，月球轨道的距离。当我们经过月球时——大约25万英里（约380,000公里）外——地球在太空中看起来就像一个明亮的球。它与月亮在我们眼中的样子并没有太大的不同。
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从月球拍摄的第一张地球图像来自阿波罗任务。1968年的阿波罗8号是第一次离开地球轨道的载人航天飞行。这是第一个被另一个天体（在这种情况下是月球）的引力场捕获并逃离的地球航天器。这是人类第一次访问另一个世界并返回地球的航行。1968年，阿波罗8号宇航员从月球上看到的地球。图片来自NASA。
自航海者号首次开始向外旅行以来的几十年里，月球探索变得越来越普遍。2007年，自动辉夜飞船绕地球月球运行。由日本发射，并正式命名为硒学和工程探索者（SELENE），辉夜（Kaguya）研究了月球的起源和演化。下面的框架来自Kaguya的板载HDTV摄像机。Kaguya于2007年从月球上看到的地球。图片来自SELENE Team JAXA/NHK。
另一张来自Kaguya的图像，它获得了地球背景的镜头和剧照。请记住，如果您在月球上，您将不会看到地球升起或落下。但绕月轨道上的航天器确实经历了这一场景。图片来自JAXA。
现在让我们继续向外移动，直到我们可以在太空中同时看到地球和月球。下一张照片首次发布时令人兴奋。1977年9月18日，它展示了一个新月形的地球和月球——这是有史以来第一个由航天器拍摄的地球和月球。
这张新月形地球和月球的照片——有史以来第一次由航天器拍摄——由航海者1号于1977年9月18日在距离地球725万英里（1166万公里）的地方拍摄。从航海者的角度来看，月球位于图片的顶部，并位于地球之外。图片来自美国宇航局。
自1977年以来，许多机器人航天器已经冒险进入我们的太阳系。下面的马赛克显示了近地小行星交会航天器（NEAR）上的多光谱成像仪于1998年1月23日拍摄的地球和月球图像，这是该航天器在前往小行星433 Eros的途中经过地球摆动19小时后。两者的图像都是在250,000英里（400,000公里）的范围内拍摄的，与两个物体之间的距离大致相同。NEAR航天器于1998年看到的地球和月球。
从地球和月球系统向外加速，你会经过火星、木星和土星的轨道。从所有这些世界来看，地球看起来像一颗恒星，离得越远它就越暗。地球和月球，美国宇航局好奇号火星车于2014年1月31日从火星上看到的景象。
在土星环后面看到的地球。在右下角看到我们？火星和金星在左上角。图片来自卡西尼号飞船，2013年7月19日。
这是著名的图像，称为淡蓝点。这是一张地球的照片，于1990年2月14日由航海者一号太空探测器从约60亿公里（37亿英里）的创纪录距离拍摄。地球是蓝白色斑点，大约位于右侧棕色带的中间。
上图来自土星，这是绕太阳运行的第六颗行星。我从未从天王星或海王星或土星轨道以外的任何其他天体看到地球的任何图像。只有五艘来自地球的航天器——两艘航海者号航天器、两艘先驱者号和2015年经过冥王星的新视野号航天器——曾经冒险过这么远。这些飞行器不是为了回望地球而设计的，据我所知，它们没有从土星以外的距离捕捉地球的图像。
但是，从理论上讲，从土星以外的距离可以看到地球吗？
仅就地球的亮度而言，答案是肯定的。我们的世界在远离海王星轨道、离我们家约90亿英里（140亿公里）的地方之前，不会变得太微弱而无法仅凭肉眼就能看到。现在考虑冥王星的轨道。它是高度椭圆形的，距离太阳仅27亿英里（44亿公里）到超过45亿英里（73亿公里）。冥王星处于极限距离内——如果我们只考虑亮度，不考虑其他因素——我们应该能够单独用眼睛看到地球。
但是，是另一个因素。当你从地球向外走时，我们的世界似乎离炽热的太阳越来越近。当您走得更远时，太阳的眩光开始淹没地球的视野。从冥王星——即使地球足够亮可以看到——你可能无法在太阳的强光下看到它。
所以这就是你离地球多远，仍然可以用自己的眼睛看到它的问题的答案。虽然没有人确切知道，因为没有人尝试过（并且因为人类的视力因人而异），但地球将无法在土星轨道之外的某个地方用眼睛看到。
现在让我们改变游戏。假设我们可以使用仪器，而不仅仅是眼睛。假设勇敢的宇航员-天文学家去了冥王星。假设他们带着在阳光下观察地球所需的所有仪器。他们可以使用望远镜、遮光盘和其他技术来瞥见地球吗？也许！
但这仍然不容易。