撰文:葉永烜(國立中央大學天文研究所與太空科學研究所教授、《國家地理》雜誌學術顧問,卡西尼號太空船探索任務發起人之一)

2016年1月,我到巴黎天文台的默東(Meudon)台址開會。已退休的Daniel Gautier博士知道我到來,特別要我帶一份1982年我們寫的卡西尼土星任務計畫書給他,並就此短敍。他念念不忘的説,卡西尼任務是多棒的一件事,但總是問我同意不同意。

後來我跟在加州休養的Toby Owen教授通訊,提起Daniel的問題。我説,當時如果沒有努力推動歐洲太空總署(ESA)和美國航太總署(NASA)的合作,進行這個共耗資逾34億美元的國際合作計畫,很可能到今還沒有到土星的探測工作,一切現在知之甚詳的土衛二噴氣和地下海洋、土衛六(Titan,泰坦)的甲烷海洋,土衛八(Iapetus)奇特的環形山脊。我們很可能還是一無所知。整個外太陽糸的探測可能更會停滯下來,只局限在木星的範圍。

筆者在1981年暑假向圓山天文台蔡章獻台長報告,描述航行者任務對土星系統和泰坦的新發現。
筆者在1981年暑假向圓山天文台蔡章獻台長報告,描述航行者任務對土星系統和泰坦的新發現。

現在回想起來,這一切都有它的機緣。Toby Owen屬於美國第一代的行星天文學家,Daniel Gautier則是法國行星大氣研究的代表性人物,當時正是盛年,都是雄恣英發。我則比他們少十歲,初出茅蘆,專長在於太陽系電漿物理和不知道天高地厚。但正是這些不可能的組合,反而把原本只針對泰坦做探測的想法,擴充到整個衛星系統和磁層,使得整個卡西尼計畫一開始便得到科學界的注意。

在1980年代行星科學的氛圍和今天有很大不同。在那時候蘇俄的太空計畫還是相當強勁,也很樂意和西歐學界合作。所以美國人為了平衡關係,亦樂於和ESA尋找合作機會。而且行星的探測工作尚未成形,所以能夠容納不同的建議和怪點子。這和現在NASA的做法──必須經過長年累月的重重委員會,定出路線圖,再定出未來10年和20年的科學任務,然後對號入座,非常不同。所以很多人會很驚訝知道卡西尼計畫當初是由兩、三個人無中生有變出來的。但如前述,這些機會都是一瞬即逝,不復再有。看到今天的局勢,更是叫人珍惜和Daniel Gautier 及Toby Owen的合作經驗。

2004年4月在歐洲太空總署(ESA)科技研發中心舉行的一個泰坦會議的合照。其中有美國航太總署(NASA)卡西尼計畫的計畫科學家Dennis Matson(左二)以及ESA惠更斯計畫的計畫經理George Scoon(右二)和計畫科學家Jean-Pierre Lebreton(右一)。Daniel (左三)、Toby(左四)和我(左一)。那一天大家都很高興。影像來源:ESA
2004年4月在歐洲太空總署(ESA)科技研發中心舉行的一個泰坦會議的合照。其中有美國航太總署(NASA)卡西尼計畫的計畫科學家Dennis Matson(左二)以及ESA惠更斯計畫的計畫經理George Scoon(右二)和計畫科學家Jean-Pierre Lebreton(右一)。Daniel (左三)、Toby(左四)和我(左一)。那一天大家都很高興。影像來源:ESA

Toby Owen在美國亞利桑那大學念博士的老師是有名的荷蘭藉教授Gerard Kuiper(天衛五和海衛二的發現者,提出古柏帶假說)。可能因為這個原故,Toby一直都很有國際觀,喜歡和歐洲人泡在一起。Daniel Gautier則是不折不扣的法國人,性格強、有主見(法國第一!)。我和Toby時不時都要吞聲忍氣,明顯的是他們出道早,所以對卡西尼計畫能否被接納,一定會比我更緊張和執著。Daniel Gautier也因此常和我抬槓。多年後,Toby有一次笑說NASA給他的任務是跟我們兩人傳話。我記得很清楚,在1997年10月15日卡西尼太空船在發射台上準備發射的時候,已故的義大利天文學家Angioletta Coradini,走過來跟我說:葉永烜,你心情終於好了一點沒有?有些事總是很難忘懐!

從發射成功開始到今天,差不多20年了。我們可以説卡西尼太空船每天都帶來重要的科學成果。這個公認為最成功的國際太空計畫,用著最後的一點燃料,把太空船軌道移到土星大氣層和土星環之間的一個空隙,從2017年4月到9月進行最大膽的近距離觀察工作。NASA製作一部頗為優美(和感傷)的短片介紹這個叫做大結局的最後任務(https://www.youtube.com/watch?v=xrGAQCq9BMU)。

我必須説,我們在撰寫卡西尼計畫時,很多事情都想到了,但就是沒有想到這一步!寫到這裡,我一定要贊揚NASA噴射推進實驗室的工程師,她們真是一級棒。我説「她們」,因為除了現任首席科學家Linda Spilker是女性外,卡西尼計畫的工程團隊也多是女性。(美國便是這樣可愛的一個國家。)Daniel Gautier, Toby Owen和我,被圈內人稱為卡西尼的三個父親。但如同甘乃迪總統所説,失敗是一個孤兒,成功卻有一千個父親。我想她們都是卡西尼的母親呢。

卡西尼太空船將在9月15曰進入土星大氣層,完成它燦爛的最後旅程。它留下來的科學資料將成為人類文明的寶貴遺産,需要幾十年甚至更久才能完成分析和了解。從1982開始,兩、三代的太空工程師和科學家都因為卡西尼計畫的關係而得到洗練和成長。我想這也是同樣重要的層面和貢獻。希望這個原因,卡西尼計畫能長在人心。我們這些得到命運恩寵,有機會擔任先頭部隊的人,也垂垂老矣。

2016年在Meudon天文台的路上,我和Daniel Gautier在斜陽之下漫步,追憶過去,也談到未來的泰坦計畫,將會是如何精彩,也替在久病中的Toby Owen擔心。Toby在今年3月過世,美國天文學會行星科學分會(DPS)10月15日至20日在猶他州的年會將有一場特別會議,紀念他一生的科學工作。無獨有偶,10月15日是卡西尼太空船發射20週年。

2016年1月,筆者和Daniel在巴黎默東天文台緩步以行,緬懷過往,但想著卡西尼計畫只是土星系統研究的開始。
2016年1月,筆者和Daniel在巴黎默東天文台緩步以行,緬懷過往,但想著卡西尼計畫只是土星系統研究的開始。