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從韋伯太空望遠鏡看台灣的前途

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 傅雲欽 2022.01.10

▲ 韋伯太空望遠鏡展開後的模擬示意圖(圖:NASA

美國航空暨太空總署(NASA)、歐洲太空總署(ESA)和加拿大太空總署(CSA)合作開發,耗資100億美元,比「哈伯(Hubble)太空望遠鏡」先進的「詹姆斯韋伯(James Webb)太空望遠鏡」於十幾天前(去年1225日)發射升空,正飛往距離地球150萬公里外的第二個拉格朗日點(Lagrange point)的途中,還要十幾天才能到達。

韋伯太空望遠鏡的主鏡由18塊鏡片組成,總直徑6.5公尺。它還裝設一個網球場大小(14公尺 × 21公尺)的遮陽傘,共5層,以遮擋太陽光,使望遠鏡保持在低溫狀態。但承載它的亞利安5號火箭的貨艙的直徑只有5公尺。因此,韋伯太空望遠鏡的太陽能板、鏡片、遮陽傘、支架等都被設計成可以折疊,以便塞進火箭的貨艙。

發射升空後不久,韋伯太空望遠鏡首先張開太陽能板。發射後第5天到第8天,五層網球場大小的遮陽傘慢慢張開。展開的過程中有幾百個機關需要啟動,幾百個步驟需要完成。任何一個機關、步驟失敗,都會讓整個望遠鏡泡湯。結果,遮陽傘順利張開,讓大家鬆一口氣。接著,這幾天,鏡面及支架部分的張開作業也順利完成。昨天,主鏡翼最後一面側翼確定張開的訊息回傳控制中心後,控制中心裡的工程團隊爆出熱烈歡呼。

韋伯望遠鏡到達第二個拉格朗日點後,還須約半年的時間校準望遠鏡的光學元件含其他科學儀器等,才能正式啟用。

我對天文有興趣,因此也關心韋伯望遠鏡的進展。我發現在華語圈,除了新聞報導之外,介紹韋伯太空望遠鏡的科普文章或影片,由台灣方面發表的很少。文章方面,少數網站如「TechNews 科技新報」、「PanSci 泛科學」有介紹。影片方面,則我只看到台北天文館請政治大學物理系的徐麗婷助理教授於20211024日發表《從哈伯到韋伯》的演講而已。她是用北京語發音。我想聽福佬語發音的影片,當然沒有。

至於中國那邊,介紹韋伯太空望遠鏡的文章很多,不勝枚舉。影片也不少,我在YouTube,就看過中國的科普達人「李永樂老師」、「科學火箭叔」、「科學聲音 汪潔」、「Linvo說宇宙」、「表像的本質」、「宇宙天文館」、「馬克時空 Mark Space」、「Discovery With Andy」、「黑科技在身邊」、「宇宙觀察」、「米斯特老古」、「開個腦洞」、「空間一號SpaceOne」、「Astro 本地圈」、「布解探秘」、「媽咪MommyTalk」、「雅桑了嗎」、「52赫茲實驗室」、「33號放映室」、「Billion Ways to Bliss想開億點」在這方面的介紹。從他們對韋伯太空望遠鏡的關心,就可知道他們在天文和太空方面的發展神速。

台灣不是很多大學有物理系、天文系、地球科學系嗎?大學部、研究所的學生和老師加起來成千上萬,都在忙些什麼?他們難道都不關心韋伯太空望遠鏡嗎?怎麼都沒聲音呢?我這個對天文有興趣但外行的老叟想知道韋伯太空望遠鏡的知識,只能從中國人的科普介紹中得知。哀哉!

中國人頭腦聰明,能言善道的真不少。我越聽越憂心如焚。人家中國人在打拼,台灣人在鬼混。長此以往,不要說台獨建國難,我看連抗中保台、維持現狀都難!

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參考資料
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韋伯望遠鏡摺疊主鏡已完成展開,困難的太空部署工程宣告結束
Emma stein
TechNews
科技新報  2022110 17:35

美東時間18日,NASA耗資100億美元的詹姆斯‧韋伯望遠鏡零組件已全數部署完畢,結束NASA有史以來最複雜的太空部署任務,團隊現在正將注意力轉向引導望遠鏡至最終目的地。

一般情況下衛星 / 探測器進入軌道,只要展開太陽能電池陣列和天線就幾乎算完成後續工作了,但對韋伯太空望遠鏡來說事情復雜許多,除了基本程序外,它還必須展開跟網球場一樣大的五層遮陽罩、以及直徑6.5公尺但被摺疊起來的精密主鏡。

進入軌道後的第一次部署最簡單,發射後T + 29分鐘,由於亞利安5號運載火箭近乎完美的運輸,望遠鏡提前 4 分鐘部署了為探測器提供動力的太陽能電池陣列、和地球保持無線電聯繫的天線陣列,多出來的推進劑更使望遠鏡可額外運行10年。

發射後3天,最棘手的遮陽罩一系列部署過程開始,首先展開支撐遮陽罩的前後托板(UPS),接著於13日、4日完成關鍵五層遮陽罩拉緊作業,107個驅動器必須完美工作才能確保薄膜正確張開而不是撕裂,參與該計畫的工程師們幾乎都鬆一大口氣。

全世界也許99%的人都不知道建造、發射和部署韋伯太空望遠鏡背後的工作量、工程量究竟有多大,但知道的那些人了然於心,也因此他們更加敬畏,目前韋伯望遠鏡面向太陽的一側溫度55℃,大概是撒哈拉沙漠非常、非常、非常炎熱的一天,但位於遮陽罩背面的科學儀器已冷卻到零下199℃。

很快地,主鏡展開作業也上線了。負責將所有光聚焦到探測器上的望遠鏡副鏡展開並鎖定到位,沒有它,望遠鏡主鏡就只是一個飄浮在太空中的鍍金鏡面。18 NASA宣布主鏡也順利完成展開,望遠鏡主要
部署工作正式結束,接下來都是些小事了。未來幾個月,工程師將校準望遠鏡反射鏡光學系統,檢查天文台4個儀器,預計123日機動進入地球-太陽L2拉格朗日點周圍軌道。


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