人類從1969年登陸月球,1981年以太空梭往返宇宙迄今,太空探險之路走得險峻又刺激。今年是美國太空梭飛行廿五周年紀念,期間太空梭總共飛行一百一十四次,折損了兩艘太空梭、犧牲十四位太空人。在美國布希總統宣示的「太空探險新願景」中,新世代的太空船將繼續建造,繼續前往月球,並向火星進發。當太空人愈走愈遠,茫漠的宇宙裡,夜空的星星與我們距離愈來愈近了……
本文作者深入美國航太總署訪問華裔太空人,寫成這篇報導,意義深遠。(編者)
人類從1969年登陸月球,1981年以太空梭往返宇宙迄今,太空探險之路走得險峻又刺激。今年是美國太空梭飛行廿五周年紀念,期間太空梭總共飛行一百一十四次,折損了兩艘太空梭、犧牲十四位太空人。在美國布希總統宣示的「太空探險新願景」中,新世代的太空船將繼續建造,繼續前往月球,並向火星進發。當太空人愈走愈遠,茫漠的宇宙裡,夜空的星星與我們距離愈來愈近了……
本文作者深入美國航太總署訪問華裔太空人,寫成這篇報導,意義深遠。(編者)
記得千禧年前後,媒體出現許多前瞻及回眸人類歷史的文章,其間不少讚嘆廿世紀科學與技術的發展,而科技之中最尖端者,莫過於太空的探險與飛行,現今與地球村作息關係密切的洲際電話及電視現場轉播,皆拜太空科技之賜。
今年4月12日是美國太空梭飛行廿五周年紀念,休士頓太空中心舉行了一日慶祝活動,它同時也是人類首次進入太空的四十五周年,這第一位太空人並非出自美利堅合眾國,而是俄羅斯的Yuri Gagarin。揣測美國選擇這一天發射太空梭的用意,一方面表示胸襟開闊,從另一端看,或許也有互別苗頭之心,畢竟太空梭能穿越大氣層,進出太空軌道,作一星期以上的停留,又以原機返回地球,除了美國,尚無其他國家能擁有這項科學技術。
然而人類前往太空探險的道路何其險峻坎坷!萬物之靈的飛天夢自廿世紀初葉(1903)美國萊特兄弟發明飛機以後,便把夢想變成事實!六十餘年後竟然登陸月球,廿世紀末葉因少去冷戰的競技因素,經費日絀,腳步漸緩,逐步走進「太空梭」的階段。
自1981年迄今,太空梭總共飛行一一四次,征途之中卻不幸發生兩次未歸的慘劇,共有十四位太空人犧牲生命。布希總統在兩年前公布「太空探險新願景」,宣布2010年停飛「太空梭」,並提議籌造新世代的太空船(Crew Exploration Vehicle),繼續向月球和火星進發。但是在太空梭退休擱淺之前,布希總統申明它必須完成裝配國際太空站的任務。
●太空梭的構造
在本質上,「太空梭」是地球上獨一無二,並能重複使用的太空飛行機器,它包括三個主要部分:
A、狀似三角形的飛機機身,艙內可容七到十人,它含帶三具大引擎。
B、機身外附著一個液體燃料箱。
C、兩個固體燃料火箭推進器。
鑒於以上的結構特性,使得太空梭在發射時好似火箭,於太空軌道運行有如一艘太空船,待返航地球之時,又像一架滑翔機。這樣一具多功能的飛航機器在太空任務中原本擔任後勤補給的「運輸」角色,但「時勢造英雄」,竟然由配角升晉主位,太空梭在先頭的十七年裡從事無重力的各種科學研究,並攜帶人造衛星進入外太空的軌道。自1998年開始了建造「太空站」的工作。
根據航太總署史家蘭納斯Roger Linaus在《太空探險新疆域》一書的記述,始自廿世紀初葉,大多數從事太空探險的人士普遍主張建造「太空站」,1958年成立的航太總署開始著手籌畫此一藍圖,他們預計如果能置身地球之上兩百五十英里的太空站,熟諳無重力的生存環境,便可進一步以此做為跳板或接駁站,繼續探訪其他星球,同時設立太空站之前,必須建造一種穿越大氣層和外太空的飛航工具,此即「太空梭」的由來,不過也有一派人士主張直奔月球。
●美國登月成功
未料甘迺迪總統在1961年宣布登陸月球的計畫,它結合了當時的政治需求(打冷戰)、科技能力、經濟繁榮和群眾情緒等背景因素,終於在航太總署及朝野的經營、配合之下,九年內完成了人類首次登陸月球的目標。事實上美蘇兩國的太空計畫在啟步時期,美國原屈居下風,1957年10月4日蘇俄首次將一枚人造衛星Sputnik號射入太空,四年後又創下將「人」射進太空的紀錄,待1969年阿波羅號登月成功,蘇聯領導人公開表示他們的太空探險計畫並無登月的意圖。
後來蘇東集團瓦解,方見資料透露:蘇聯當時也汲汲進行奔月壯圖,幾乎達到百分之八十到八十五的進度,一則因彼所測試的N-1登月火箭器一再爆炸,同時蘇聯一位知名的太空專家兼領導Sergei Korolev於1966年逝世,此後俄羅斯的登月計畫便一蹶不振。
美國方面,1969年阿波羅登月壯舉在十年之間耗資三千億,那時美國正陷入越戰泥淖,已無「餘力」及「民意」來支持、發展「太空站」。航太總署基於經濟現實的考量,先發展「太空梭」。由於當初打著「重複使用」和「維持費用低」的算盤,認為藉著往返太空軌道運貨的功能,可向商家收費,得以自給自足,不用花費納稅人的錢。
●憶當年處女航
然而事與願違!太空梭在設計的階段發生火箭推進器應該使用液體或固體燃料的爭議,同時太空梭重新返回地球時,機身必須耐高溫度,發生「安全」顧慮,原定1978年初航的日子整整推遲了三年,到了1981年4月12日初次飛航,兩位太空人為「首」的是約翰楊格(John Young),他於1965年參與雙子星號的飛行,後又飛航阿波羅十號環繞月球、阿波羅十六號登陸月球,另一位鮑伯克里本(Bob Crippen)出身海軍飛行員,日後曾出任佛州甘迺迪太空中心主任。
鮑伯克里本在廿五周年的紀念會上,向數百位休士頓太空中心的地勤支援人員形容第一次升空時的情景,「我的眼睛瞪得像拳頭那麼大,耳邊有約翰楊格告訴我他早先飛航太空的經驗,而太空艙外火箭推進器所發出的威力和聲響,震耳欲聾,真是非常刺激的一種經驗!」
根據航太總署所發布的資料顯示,太空梭的火箭推進器高達一四九英尺(相當十五層樓那麼高),比紐約「自由女神像」只短二英尺,重三倍(七百噸),它所發出的能量高達五三○萬磅,相當於四千四百萬瓦特的馬力,或四十萬輛中小型汽車齊發的引擎動力。過去一一四次出航任務,共有二十八次在夜間發射,當引擎發動時所製造燦爛火光的盛景可想像一斑。但因為能量大,溫度高、飛行迅度快,造成兩次意外事件。時下航太總署如果能解決上次哥倫比亞號出事時機身碎屑墜落的問題,太空梭將於七月復航。
●華人的貢獻
回顧美國廿世紀鼎盛的國力,登陸月球可謂一座耀眼的里程碑,有目共睹的是:美國的興盛有賴科技,而科技的發展包涵了無數華裔人士的貢獻。就以太空行業而言,休士頓太空中心的唐鑫源博士所研發的貝塔纖維製作的太空衣,構成人類登月畫面,還有支援太空出勤任務的地面控制中心,及航太業中無數的華裔科技工程人員,他們都是幕後的工作者。
待進入「太空梭」階段,華裔除了「幕後的工作者」,還出現「前台英雄」;在太空人團隊之中,先後有四位華裔菁英獲選執行征空任務,他們依序是:王贛駿、張福林、焦立中和盧傑。由於太空人不僅要科學素養深厚,執行征空任務時應付千變萬化的狀況,平日也經常前往各級學校、公私機構說明太空計畫,儼然社會楷模,所以甄選的標準嚴格。自1959年設置太空人團隊以來,每隔一年招收一次新血,每回都逾兩千人報名參加,約錄取廿人。1987年有八千餘人報名,那是因為該年為太空梭招兵買馬,結果破格錄取卅五人。
太空人培訓中心的學員共分成四類:第一類是飛行員太空人(Pilot Astronauts),結業後分發為太空任務的駕駛或指揮官;第二類叫任務專家(Mission Specialist Astro-nauts),他們在指揮官的領導之下,協調艙內作業,或從事科學實驗,或到艙外作太空漫步;第三類是酬載專家(Payload Specialist Astronauts),他們通常都是科研工作者,或從私人研究機構、企業所借調,也無須是美國公民,像來自歐、日、中東或加拿大的太空人皆屬於此一項;第四類稱為太空飛行的參與者(Spaceflight Partici-pants Astronauts),和前三種相比,這一類的人數較少,例如教師,航太總署希望來日能有媒體記者也循此,參加太空任務。
●王贛駿一馬當先
1983年航太總署啟用女性和非洲裔進太空,1985年第一位華裔太空人王贛駿(Dr. Taylor Wang)以第三類酬載專家的身分乘挑戰者號升空,當時他在加州噴射推進器實驗室工作,以借調的客卿方式參與太空任務。他不僅是第一位炎黃子孫進入太空軌道,也是第一位在太空艙內完成自己所設計物理實驗的科學家(滴液動力實驗)。事後他接受行政院國科會的邀請訪台四日,當王贛駿返回師大附中母校,出現了五千人的歡迎場面,王氏宗親會並由聯合報系董事長王惕吾先生替他開了中堂,名副其實地光宗耀祖!由於這次訪問,國人對他比較熟悉,目前王贛駿執教田納西州的范得堡大學(Vanderbilt University),任職該校微重力研究中心主任。
●張福林七度升空
四位華裔之中,保持七次升空紀錄的張福林(Dr. Franklin Chang-Diaz),1995年接受筆者訪問時表示,「祖父曾跟隨國父革命失敗而亡命海外,自廣東省前往哥斯大黎加安身立命,並非出於單純的移民動機」,1967年張福林完成初中教育,隻身投靠定居美國東北部的叔父,十年後獲得麻省理工學院電漿應用物理的博士學位,對於離鄉背井的小留學生而言,這段靠獎學金念完博士學位的過程,即代表了一種不平凡的人生奮鬥成果。
1980年他入選太空人的培訓計畫,一邊還在麻省理工學院帶頭從事電漿Plasma火箭推進器的研究,後來這個實驗室遷移到休士頓太空中心,免去張福林的南北奔波之苦。他解釋:電漿火箭推進器是由氫子電漿作燃料,這項科技採用歐美日俄合作「熱核子融合」的計畫,該電漿火箭推進器的最大優點是能縮短太空任務的時間,把人類探訪其他星球的計畫變得愈來愈接近事實。他在九○年代便取得標準局所核發電漿火箭推進器的觀念和操作的兩項專利。
張福林在第六次(1998)的「太空梭」飛行任務中,曾替諾貝爾物理得獎人丁肇中所主持的「磁譜儀」計畫從事高能物理的實驗,希望發現反物質,試圖打開宇宙之謎,該趟飛行也促成兩位傑出華裔科學家合作的佳話。千禧年11月28日《紐約時報》科學版刊出半頁報導,敘述張福林正積極協助成立一個拉丁美洲高等學府的科技聯盟,與美國進行醫療及製藥方面的合作。截至目前為止,張福林獲有四大學的榮譽博士學位(兩個得自中南美洲),1986年自由女神百年紀念時,雷根總統曾頒予自由獎章。(上)
第一位
華裔太空站長 @ http://udn.com
另外兩位華裔太空人焦立中(Dr. Leroy Chiao)與盧傑(Dr. Edward Lu)屬於同一個年齡層的背景,使得二人擁有以下數點相似之處:他們都是在美出生的華裔移民第二代,都在求學時代返台學習中文,二人雙親同是1949年從大陸播遷台灣的知識分子,後赴美留學而安家落戶。兩人都獲有博士學位,全力拚事業、待過了四十歲方纔完婚,他們也因嗜好飛行而各自擁有私人飛機。他們兩人分別在廿一世紀的2003及2004年進駐國際太空站,在軌道運行長達半年以上。
1960年次的焦立中出生於威斯康辛州,卅歲那年入選太空人團隊,他履歷表中最耀眼的一項,即在2004年10月進駐太空站時,是銜著「探險十號」(Expedi-tion 10)指揮官(Commander)的光環,首開華裔擔任太空站領導的先例。他於2006年初退休,籌辦科技顧問公司,另創事業第二春。
焦立中一共上天四回,第三次是千禧年10月,恰巧碰上太空梭飛航的第一百次。在為期十三天的任務當中,重頭戲是裝配「國際太空站」,七位太空人從地球上搬來重達九噸的Z1支架,作為太空站八扇太陽能板的基石,Z1同時包括四個大型迴轉儀,當太空站繞著地球迴轉的時候,它可發揮控制太空站方位的重要功能。Z1一併含帶兩套通訊系統,一個向地球轉播現場的錄影畫面,另一個可讓地球上的科學家觀察國際太空站所做的實驗。在這次任務中的最後一項工作,是安裝一具重兩千磅的圓錐形艙門接合器,當太空梭下次造訪時,可做為兩者接合的另一個艙口。
航太總署還替這次飛行安排卅小時的「太空漫步」(英文簡稱EVA),由兩組人馬到艙外進行國際太空站的裝配工作。焦立中在這次任務當中一共出艙兩回,共計十三小時又十六分鐘。返回地球後他被任命為休士頓太空中心太空人辦公室「艙外漫步」主任,足以說明他執行這項任務時,表現優異。筆者在1992年訪問焦立中的母親朱青筠博士(加大柏克萊材料科學),她說:焦立中自幼雙手靈巧,悟性高,家中機器經他拆了又復原的不知多少!俗云「知子莫若母」,朱博士的這番話替焦立中裝配太空站的本領,透露了機鋒。
自中學時代便立志做太空人的焦立中,高中畢業那年從新聞中獲悉航太總署甄選太空人的方針將調整過去出自軍方的傳統,轉而增加科研界的新血,他估計如此一來,自己入選的機會大為提高,隨後他進了加大柏克萊研習化工,後於聖地牙哥分校取得博士學位。廿七歲那年他進入Hexcel公司,與航太總署合作研製光學複合材料(太空望遠鏡的材料),次年轉入勞倫斯利佛莫爾國家實驗室,繼續研製一種厚度較大的航空複合材料,1989年他登上航太總署廿三名太空新鮮人的錄取名單。此後展開他在航太總署的專業路程。
●首先進駐太空站
四位華裔太空人之中,數盧傑的年齡最輕,1963年出生的他,以任務專家的身分首先進駐太空站(探險七號),尤其是張福林和焦立中在2006年退休之後,盧傑成為太空團隊中唯一的華裔。
十一年前進入太空團隊的盧傑,畢業於康乃爾大學電機系,四年後獲得史丹福大學天文物理博士學位。畢業後盧傑在科羅拉多州包德市的高海拔天文觀察台擔任「訪問科學家」,1992年前往夏威夷火奴魯魯天文研究中心從事博士後研究,在這段期間對於太陽焰物理的基理發表了先進的理論,同時也對宇宙學、統計力學、太陽振盪及電漿物理學發表多篇論文。
千禧年9月,盧傑第二次太空任務(STS-106)歸來,他們替第一組駐進太空站的美俄太空人布置新居,一共運送了六千六百磅補給用品,給太空站裝電池、電流變換器、維生系統及運動器材。休士頓太空中心主任喬治艾庇在歡迎歸來的儀式上讚揚任務圓滿達成,而盧傑是這次飛行的「酬載指揮」(Payload Com-mander)。因美蘇太空計畫來往頻繁,三年前太空梭哥倫比亞號出事後,便依賴俄羅斯太空船與國際太空站接駁,因此美國太空人重要的工作之一是學習俄語,盧傑忙裡偷空回加州探視雙親時,家人團聚該說中文的時候,他竟冒出了俄文,給家人增添不少笑料。唻中啀
【2006/07/13 聯合報】