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Apr. 2015

觀測太空的大業

這張極具代表性的馬頭星雲紅外線影像是NASA為了慶祝哈伯升空23週年,在2013年所發布的。IMAGE: NASA/ESA/HUBBLE HERITAGE TEAM

這張極具代表性的馬頭星雲紅外線影像是NASA為了慶祝哈伯升空23週年,在2013年所發布的。IMAGE: NASA/ESA/HUBBLE HERITAGE TEAM

繞地球軌道運行25年來,哈伯太空望遠鏡拓展了人類知識的疆界,也開啟了大眾對宇宙的想像。然而,哈伯從最初的構想到升空運作的歷程,可謂命運多舛。

最早提出太空望遠鏡構想的是天文物理學者萊曼‧史匹茲,他在1946年的論文中提出,相較於陸地上的天文望遠鏡,太空望遠鏡有兩個優點:首先,地球的大氣層會模糊並扭曲來自星體的光,但是在地球大氣層之上運行的天文望遠鏡不會受此影響。第二,大氣層會吸收來自恆星及其他天體高溫現象的紫外線,使得地球上的儀器無法偵測到這些現象;天文望遠鏡可以避免這個問題。史匹茲提出他的構想後,建造大型太空望遠鏡的想法逐漸成為學界共識。1977年,在美國航太總署與史匹茲為首的學術社群積極鼓吹下,美國國會通過預算,哈伯的設計與建造正式展開,並於1985年正式組裝完成,預定於次年10月發射升空。

然而,1986年1月,「挑戰者」號太空梭於升空後一分多鐘解體,美國隨後中斷了太空梭計畫,讓哈伯的未來再度充滿不確定。美國在32個月後重啟太空梭計畫,哈伯終於在1990年由「發現者」號搭載升空。不過,正如封面故事〈哈伯的代表作〉(第2頁)所述,哈伯升空後,科學家很快就發現它的主鏡有球面像差,直到1993年的太空維修任務之後,哈伯才終於開始傳回清晰壯觀的影像,沒有成為「10億美元的錯誤」。

哈伯的故事看似驚險,其實,太空探險與觀測本就是資金與技術都需龐大投入的大業,過程少有平靜無波的。最近的一個例子,是歐洲太空總署的彗星探測器「羅賽塔」號,在2014年11月將「菲萊」號登陸艇成功釋放在67P/C-G彗星上。然而,在此之前,羅賽塔曾錯過一次發射窗口,差點也變成一個昂貴的錯誤,幸好歐洲太空總署後來找到另一個可以研究的彗星,羅賽塔才在2004年發射升空,歷經十年旅程後完成壯舉。

太空計畫成本巨大,也無法保證成功,因此質疑和反對的聲音從未斷過。然而,仰望星空、對地球以外的事物感到好奇、想知道我們的世界從何而來,即使不是全人類,也是許多人共同有過的經驗。這個月是哈伯升空25週年,我們藉此機會回顧它的歷史和傑作,在為宇宙的浩瀚美麗讚嘆之際,哈伯的故事也提醒我們,對宇宙知識的追索是一條漫長、充滿考驗但成果輝煌的道路。

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