《NASA 9大太空任務》:下一趟火星任務、下個世代的太空天文台

《NASA 9大太空任務》:下一趟火星任務、下個世代的太空天文台
藝術家概念創作,描繪韋伯太空望遠鏡在太空中的景象|Photo Credit: 聯經出版提供

我們想讓你知道的是

讓我們看看好幾項即將來臨的新任務,全都是非常獨特又令人振奮的機器人宇宙探索,包含「貼近研究木星:朱諾號」、「火星生物學探測計畫」、「下個世代的太空天文台:詹姆斯.韋伯太空望遠鏡」等。

登陸器是在火星上登陸大型酬載的一項試驗,也打算以一件鑽子採集樣本,測試其他性能,以供歐洲太空總署未來任務參考。

這趟任務原本是歐洲太空總署和航太總署協力從事的大膽任務,後來美國以預算為由,在2012年退出計畫。

現有計畫是在2018年延續這項任務,使用俄羅斯航太建造的登陸器(火星生物學探測計畫2018年地面平台),運送歐洲太空總署建造的火星生物學漫遊車(ExoMars Rover)前往研究火星地表。

下個世代的太空天文台:詹姆斯.韋伯太空望遠鏡
發射: 2018年10月(改期至2020年5月)
任務期間:5到10年
位置:和地球相隔150萬公里

韋伯太空望遠鏡是眾所矚目且期盼已久的下一代望遠鏡。這架太空望遠鏡預計在2018年10月發射(編注:因項目超支等原因,延至2020年5月),也一直獲稱譽為哈伯太空望遠鏡的接班人。有了這台望遠鏡,天文學家期盼能回顧時間,追溯至宇宙才剛兩億歲時的情景,見識到最早期的恆星和星系。

韋伯太空望遠鏡是一架大型紅外線望遠鏡,而且它有一面6.5公尺鍍金主鏡(黃金是反射紅外線的絕佳材料,至於哈伯太空望遠鏡鏡面則是鍍了鋁)。這是一趟國際性任務,望遠鏡預計由亞利安五號火箭搭載,從法屬蓋亞那發射升空。韋伯太空望遠鏡會成為往後十年期間的首要天文台,為全世界好幾千位天文學家提供服務。它會研究我們這處宇宙的每個歷史階段,從大霹靂後最早綻放的光輝,到能夠支持類似地球這種行星上生命的太陽系,乃至於我們這個太陽系的演化經歷。韋伯太空望遠鏡會成為一處通用型天文台,意思是天文學家能使用它來研究隨時冒出來的「熱門課題」,

而這點和哈伯非常相像。事實上,天文學家可以申請韋伯太空望遠鏡的使用時間,就這點來看,它的運作方式和哈伯是沒有兩樣的。

圖296
Photo Credit: 聯經出版提供
詹姆斯.韋伯太空望遠鏡的主鏡,在航太總署馬里蘭州綠帶城戈達德太空飛行中心無塵室內高高聳立,幽幽閃現金黃微光。公認它是歷來所曾發射的尺寸最大、性能也最強的太空望遠鏡。

韋伯預計設置在距離地球150萬公里遠處,稱為第二拉格朗日點(second Lagrange point, L2) 的位置,那個定點超過了月球,而且地球、月球和太陽的重力,在那裡形成了一處安定的盤桓位置。然而那也就表示,韋伯不像哈伯那樣能夠進行維修。韋伯太空望遠鏡約得花一個月才能抵達它的軌道,接著約六個月內,應該就能達到全面運作程度。

好幾項創新技術都是為了韋伯太空望遠鏡所而開發完成,包括一面以18片折疊組件拼接起來,而且在升空之後才會展開並調節成形的主鏡,還有一片網球場大小的五層式遮陽罩,用來隔熱並阻擋過度光照,此外還有用來偵測極微弱遙遠信號的四件儀器——包含相機和光譜儀。

韋伯太空望遠鏡已經讓大家等待良久。最早是在1990年代早期提出,這項任務起初在1996年核准。就像哈伯,它也因為特殊組件和系統建造問題導致延誤和超支情況。預定發射日期從2007年延遲至2011和2013年,目前應該會在2018年確定發射。鏡片在2016年早期完全組裝完畢。建造韋伯太空望遠鏡的總成本從起初估計的約十億美元,累增至約80億美元。

由於它並不是哈伯類型的光學望遠鏡,韋伯望遠鏡產生的影像會有點不同。不過大家對於這架望遠鏡能告訴我們的宇宙相關事項,都抱持高度期望。

再訪火星:火星2020探測車任務
預計發射和抵達年分:2020年

這趟任務是以非常成功的(2012年登陸火星的)好奇號漫遊車為基礎。它沿用好奇號的同款車身底盤,不過科學儀器是新的,科研目標也重新擬定。這趟任務原本打算和歐洲太空總署合作,並納入火星生物學探測計畫,如今航太總署決定退出並自行前往火星(不過仍會有西班牙、法國和挪威的跨國參與)。

依火星2020探測車任務的計畫,它是要辨認並選定一批岩石和土壤樣本並儲藏起來,有機會時由未來任務送回地球,目的是搜尋過往生命跡象,並測試未來人類探險家可以使用火星上哪些資源來「靠土地過活」。其中包括認識火星塵埃帶來的風險,驗證從大氣取得二氧化碳,處理生成氧氣以供生產燃料的種種技術。探測車預定安裝好幾架更新版相機、升級版硬體和新儀器,來針對探測車登陸點進行地質評估,判斷該環境的潛在適居性,並直接搜尋古代火星生命的跡象。

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Photo Credit: 聯經出版提供

火星2020探測車任務科學系統工程師莎拉. 米爾科維奇(Sarah Milkovich)表示,這趟任務預備作業的一項目標是讓探測車很容易操作。「我們對這輛探測車,抱持非常遠大的目標,」她說明,「所以我們希望能自動化的程序全都自動化,讓探測車做更多決定,也讓操作團隊專注投入唯有人類才有辦法做的決策。」

相關書摘 ▶《NASA 9大太空任務》:從灶神星和穀神星看到的太陽系簡史

書籍介紹

本文摘錄自《NASA 9大太空任務:一窺宇宙最真實探索實錄》,聯經出版
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作者:南西・阿特金森(Nancy Atkinson)
譯者:蔡承志

《NASA 9大太空任務:一窺宇宙最真實探索實錄》將帶領讀者,跟隨35位美國太空總署的科學家和工程師,完成九項太空任務,其中包括:

  1. 新視野號帶你破解冥王星之祕
  2. 跟著好奇號漫遊火星
  3. 透過哈伯太空望遠鏡窺見宇宙深處
  4. 飛越兩個世界的曙光號
  5. 克卜勒任務展開獵星行動
  6. 揭開土星環祕密的卡西尼——惠更斯號
  7. 太陽動力學天文台24小時監看太陽
  8. 獨行已逾十年的火星偵察軌道器
  9. 月球勘測軌道飛行器掃描月球零死角

南西・阿特金森是一位擅長報導太空科技的專業記者,也是美國太空總署JPL太陽系大使。她拜訪多位科學家和工程師,揭示各個太空任務背後的故事和發現,也分享他們的想法,以美麗的太空圖片與圖表輔佐說明。讀者宛如置身太空船與專家一起完成任務,加深對太陽系的知識。

《NASA 9大太空任務》揭露的科學發現與宇宙景觀,令人驚嘆。結合驚險的發現之旅,讓讀者深刻體會到真正的探索與發現的精神:

我們到底是為了什麼探測太空?回顧早年探索事蹟,當麥哲倫、達伽馬,甚至皮西亞斯等人啟程踏上旅途的時候,許多人無疑都認為,冒著生命危險,花了那麼多錢,來查探地平線外有什麼東西,根本是種愚行。然而那群探險家並沒有找到他們預期的事項,但他們的探索事蹟到頭來卻改變了世界。相同道理,機器人太空任務和望遠鏡,以及地基望遠鏡,也協助我們探索遙遠處所,而且促成了那麼多未知的——也未料到的——宇宙相關事項的發現。

驅動我們投身探索與發現的部分起因是無形的:拓展我們的地平線、滿足我們的好奇心、尋找所有非我們所能逆料之事項,並嘗試解答先前所討論的深刻問題:好比宇宙是怎麼開創的?生命是如何開展的?我們是不是孤單的?

探索也有實質的效益,好比科學、醫藥、通訊、運輸等種種技術的開發與進步。探索精神激勵我們創造發明,於是我們才能投身探索,並可能由此而改變世界。如今我們還不能清楚知道,倘若人類真能前往火星、木衛二或更遙遠的地方,我們會找到什麼事項,不過假使我們只待在我們的地球「搖籃」裡面,那麼我們就永遠都不會知道。

NASA9大太空任務
Photo Credit: 聯經出版

責任編輯:潘柏翰
核稿編輯:翁世航


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本文章內容由「飛宏科技」提供,經關鍵評論網媒體集團廣編企劃編審。


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