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太空探索的故事

2017-4-20 环球解密

■2017年二月二十二号,美国太空总署(NASA)宣布天文界重大发现,在离地球不到40光年处,找到7颗类地球行星环绕1颗名为“TRAPPIST-1”矮恒星运行,这是迄今在太阳系外找到生命的最大契机。从古人的宇宙幻想神话故事到现今高科技望远镜、火箭,人类探索宇宙的历史是从何开始?又是如何从渺小的好奇心萌芽为现今远大的科学移民计划?

太空探索的发展从火箭开始。人造卫星、太空望远镜、太空人等都是靠火箭穿过大气层运送到太空。火箭,顾名思义,火药绑在箭上。最早出现于中国宋代用于战争,是现代的火箭的雏形,可惜中国火箭的发展止于烟火娱乐与军事用途上。在1926年,美国物理学家高达德成功地发射世界上第一枚液态燃料火箭,但在当时并未受到重视。

野心勃勃的德国是真正对火箭有深入研究的国家。一战时期,德国被迫签订凡尔赛条约,被限制其军火的发展,当时武器的主力是大砲,被限制生产大砲的德国转而发展火箭,两者的推进原理几乎相同,最大的不同在于燃烧时间的长短,火箭比大砲更强调持续的推进力,当时的火箭射程有40公里。

二战结束后,德国分别被美苏占领为东德西德。进入冷战时期的美苏开始航太科技的竞争,美国接纳了西德的科学家,苏联占领的东德拥有许多技工,显然而知,当时苏联的航太科技程度远超过美国。当时的大事件分别有:1957年成功发射擎天神飞弹,这是第一种洲际弹道飞弹(最常射程的飞弹);1958年的红石飞弹是第一种以德国v2火箭技术为核心发展的液态火箭,其他尚有发射美国第一颗人造卫星、1961年苏联的东方号第一次将太空人加加林送入太空等。1969年,伴随美国阿波罗11号完成人类第一次登月任务,太空竞赛达到顶峰,美国也在此年正式超越苏联,短短几年就可看出当时快速发展的航太科技。

现今太空探索的权威仍是美国太空总署(NASA),太空发展的趋向不再是送人上太空,而是利用太空望远镜探索未知的太空,哈伯望远镜、伽玛射线望远镜、X射线望远镜,韦柏红外线望远镜成为探索的主力。而找到7颗类地球行星就是由X射线及红外线望远镜发现的,这次的重大发现使今后的太空探索发展指日可待。

至于台湾有没有发展太空探索?答案是有的。就在2016年12月20日,台湾和日本合作一枚监测太空天气的卫星在日本鹿儿岛顺利升空,这个ERG计划将会探测辐射带如何保护地球。透过这次合作,也将展现台湾的科学实力。ERG卫星搭载八个科学仪器,而其中一个重要仪器LEP-e“低能量电子测量仪”会捕捉通过范艾伦辐射带而增强能量的电子。这个斥资2000万台币的30公分高的仪器留着台湾血液,出自中研院与成大之手。目标是探索地球的高能辐射带,了解粒子的加速机制,并对其中复杂的波动与粒子之间的关系找出关键性证据。

太空科技发展至今仅仅60年已有丰硕的成果,谁会想到当时人们从心中萌芽的一个小小念头兴起21世纪太空探索的波澜。短短60年让人类从对宇宙的无知到现今伟大的科学成就,渺小的人类透过一个远大的梦想而存在于无垠的宇宙,这大概就是科学最令人激动的地方吧!

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