【探索18-2】太空探秘的那些人事物

講師｜中央研究院地球科學研究所特聘研究員　趙丰 
彙整撰文｜呂方雯

英國作家王爾德曾道：「我們都生活在溝渠之中，但有些人仍仰望繁星。（We are all in the gutter, but some of us are looking at the stars.） 」無論是源自希臘神話的十二星座故事，抑或仰賴星辰判別吉凶的占卜術，人類對太空的綺麗想像從未停歇。然而，人類開始將探索的觸角伸至地球之外，拉開太空探秘的序幕，大概可以從冷戰時期美國與蘇聯的太空競賽說起。這期的探索講座「太空探秘故事的那些 W：What When Where Who Why hoW」，曾在美國國家航空暨太空總署（NASA）任職、現為中研院研究員的趙丰教授，便由美蘇對峙的這段歷史出發，回顧人類太空發展史的重要里程碑，並與聽眾分享他鑽研行星物理數十年的知識與親身經歷。

美國與蘇聯的冷戰始於第二次世界大戰後、西元 1947 年美國提出的杜魯門主義，旨在防止共產主義勢力擴張，直到 1991 年蘇聯解體後才宣告結束。而當時的台灣，在同一時期正被戒嚴與白色恐怖的氛圍壟罩，對於國際局勢較無心力關注，再加上冷戰結束至今已將邁入三十年。這樣的歷史背景下，要在腦海中描繪蘇聯當時的龐大勢力並不容易，但若從太空競賽的角度來看，或許便能略窺一二──太空探秘的前兩場賽事，皆由蘇聯拔得頭籌。1957 年 10 月 4 日，蘇聯成功發射了第一顆人造衛星，並能在環繞地球時發出訊號聲響。儘管當時的裝置在現代看來相當陽春，僅由數根天線與錄音機組成，蘇聯的勝利卻已成功拉響美國的警鐘，並促使其於 1958 年通過《美國國家航空暨太空法案》、並建立專職非軍事太空發展的 NASA。

在NASA建立初期，美國依然在與蘇聯的第二場太空競賽中敗北──蘇聯太空人尤里‧阿列克謝耶維奇‧加加林（Юрий Алексеевич Гагарин）於1961年​4月12成為首位進行太空飛行的太空人。若說發射太空衛星象徵著政體監控、探查的勢力的擴張，載人飛行的成功，或許實質的經濟效益並不大，卻能帶來士氣的提升與精神層面的榮耀感。美國對此的回應是，總統甘迺迪（John F. Kennedy）為此發表月球演說（Moon Speech），宣示美國要在1970年前將太空人送上太空的決心，也大幅提升美國民眾的士氣。第三場戰事的結果相信大家並不陌生，1969年美國成功將兩位太空人送上月球，更有了阿姆斯壯那句耳熟能詳的「這是我個人的一小步，人類的一大步！（That's one small step for a man, one giant leap for mankind.）」

美蘇多年太空競賽累積的緊繃，也在美國登月計畫成功後漸趨和緩，並於1972年雙方簽署協議時畫上句點。然而，人類往太空邁開的腳步並未因此停歇，由NASA主導的太空梭（Space Shuttle）計畫於1981年展開，持續了三十年，直至2011年才宣告落幕。

也許，在電影《地心引力》（Gravity）、星際效應（Interstellar）、關鍵少數（Hidden Figures）的塑造下，英勇的太空人和驚險刺激的探查任務成了多數人對NASA的想像來源，但若從科學家的角度來看，載人的太空飛行不但有其危險性，象徵意義更遠大於其所帶來的科學貢獻。為什麼會這樣說呢？若看兩者的花費，太空梭計畫斥資兩千億美金，但NASA最重大的科學發現之一──重力波的預算則約數十億，僅約前者的百分之一。太空探索花費巨大，科學家時常僅能從眾多選項中精選最有潛力的數項投入，而載人飛行更因對失誤率的極高要求而所費不貲，也讓趙丰教授由科學的角度出發，感嘆因此壓縮了其他太空探查進行的資源。面對這個議題，趙丰教授也提到：「我們可以從中看到，科學不是唯一的目標，儘管科學意義不大但在軍事、教育、經濟、政治，絕對在人們心中比其他科學成就來得明顯。」

繼月球之後，太陽系周圍的其他星球也成為人類探索的下一階段目標。NASA 航海家計畫（Voyage Program）於1977年發射航海家一號（Voyage 1 ）與航海家二號（Voyage 2）兩顆無人探測衛星。在科學家的精密計算下，這兩顆衛星巧妙利用與其他行星的邂逅進行重力加速，成功進行一連串對木星、土星、天王星、海王星等行星的探查，並繼續往太陽系外飛離，也讓航海家一號也成了目前距離地球最遠的人造飛行物。飛得越遠，解開了更多謎團，卻也帶來更多未知。而在接下來的探索講座中，便將細細敘說這趟太陽系探險路上的風景與挑戰。

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本文整理自：106/10/28由趙丰老師在臺大思亮館國際會議廳所主講之「太空探秘故事的那些 W：What, When, Where, Who, Why, hoW」演講內容。