天空日誌

2014年10月25日剛好有機會出差到美國東部佛羅里達州，心想已經跑到這麼遠來了，何不去赫赫有名的火箭發射中心—卡納維爾角去看看。查了資料發現甘迺迪太空中心Kennedy Space Center有個Visitor Complex遊客中心，一般民眾可以進去參觀。

話說美國的登月計劃分成三個階段：水星計劃、雙子座計劃和阿波羅計劃。水星計劃是單人飛行，將人送上地球軌道後再將他接回來。有了水星計劃的經驗美國設置了裝載兩人的雙子星計劃。接著阿波羅計劃使用的是農神5號火箭（高110公尺），裝載三人及登月艙。

甘迺迪太空中心是美國國家航空暨太空總署（NASA）進行火箭發射的重要場所，因為它離赤道很近，在赤道附近火箭可以利用地球自轉加速度。發射指揮部在39號發射台，這裡也是火箭組裝大樓的所在地。甘迺迪太空中心於1966年底完成，從1967年到1973年從39號發射中心共發射了13次農神五號火箭。1968年阿波羅7號是農神五號火箭第一次載人飛行；同年阿波羅8號繞月球環繞了10圈；阿波羅9號和阿波羅10號測試登月艙；阿波羅11號於1969年登月。後來的阿波羅12號到阿波羅17號登月也都是從甘迺迪太空中心發射升空的。

甘迺迪太空中心也是太空梭的發射場和降落地，哥倫比亞號太空梭於1981年首次發射。包括哥倫比亞號、挑戰者號、發現號、奮進號、亞特蘭提斯號總共5艘太空梭總共做了133次飛行，發生了兩次重大意外事件：1986年挑戰者號太空梭在升空後73秒爆炸解體墜毀，當時機上7名太空人，全部喪生；及2003年哥倫比亞號在重返大氣層的階段與控制中心失去聯繫，不久後被發現在德克薩斯州上空爆炸解體，機上7名太空人全數罹難。2011年亞特蘭提斯號太空梭升空前往國際太空站，進行最後一次任務後正式除役。目前退役的亞特蘭提斯號太空梭放在遊客中心的博物館內供民眾近距離觀賞。

甘迺迪太空中心遊客中心是一個私人企業，它的運作不依靠美國政府資助。它的單日門票成人$50美金，小孩$40美金。可參觀數個博物館、兩個IMAX電影院，門票包括巴士導覽卡納維爾角包括39號發射中心，運輸設施、還有參觀阿波羅－農神五號博物館。還有其他活動是要另外加錢或事先預約的，例如和太空人共進午餐、太空人親自導覽、近距離的參觀甘迺迪太空中心、觀看火箭發射。

甘迺迪太空中心遊客中心Kennedy Space Center Visitor Complex 占地很大，在門口有兩個很明顯的售票處，右邊是人工售票，左邊是自動售票機。

（圖1）甘迺迪太空中心遊客中心門口

 （圖2）自動售票處

（圖3）人工售票機

（圖4）NASA標誌及甘迺迪人像噴水池

（圖5）驗票亭上寫著EXPLORE探索

進入驗票亭除了檢查門票外，還是檢查包包裡面是否有危險物品。進入遊客中心後迎接你的是火箭公園，展示各式各樣與實體大小一樣的火箭模型。

（圖6）火箭公園

（圖7）水星計劃的單人載具

（圖8）雙子星計劃的雙人載具

（圖9）阿波羅計劃的農神五號火箭可乘載3人

（圖10）想像阿波羅11號太空人進入30層樓高的發射台從服務臂走進指揮艙

（圖11）農神五號火箭超強超大引擎，製造的噪音是當時除原子彈外最大的人造噪音

（圖12）乘座巴士導覽的入口SPACE CENTER TOURS

(圖13) 耐心的排隊等候巴士，早上10點開始到下午2點半，每15分鐘一班。導覽時間約90分鐘。

(圖14) 左邊中間有草皮的路是載運太空梭或火箭所走的路

(圖15)載運太空梭或火箭的巨大運輸車

(圖16)重頭戲來囉，NASA 39號發射台

導覽巴士會讓遊客在農神五號火箭博物館下車，參觀博物後再搭乘回程巴士到遊客中心。

(圖17)一入門就被巨大的火箭引擎所震撼

(圖18) 整座原型大小的火箭就躺在博物館的正中央

(圖19) 登月小艇就掛在前面服務艙旁

(圖20) 從火箭前頭指揮艙看過去，看不到盡頭

(圖21) 仔細看一下月面車的金屬輪胎

(圖22) 從農神五號火箭博物館往NASA 39號發射台看

參觀累了回到甘迺迪太空中心遊客中心可以去IMAX電影院看電影，一部播放哈伯太空望遠鏡HUBBLE，另一部是國際太空站SPACE STATION。

(圖23) IMAX電影院

(圖24)EXPLORATION SPACE太空探索，主要是探索火星

(圖25)ROBOT SCOUTS機器人展示，比較早期的博物館

(圖26)ANGRY BIRDS SPACE ENCOUNTER遇見太空憤怒鳥，兒童的天堂

(圖27)NATURE AND TECHNOLOGY自然與科技，展示早期人類的生活

(圖28)ASTRONAUT ENCOUNTER遇見太空人，聽演講看影片的地方

(圖29)退役的太空人演講

(圖30)EARLY SPACE早期太空，比較早期的展品

(圖31) Junior astronauts小小太空人兒童遊樂區

(圖32) Space Mirror Memorial太空鏡紀念碑。紀念殉職的太空人，將他們的名字刻在巨大的黑色花崗岩鏡上

(圖33)絕對不能錯過的亞特蘭提斯號太空梭博物館

(圖34)展示退役的亞特蘭提斯號太空梭

(圖35)很難想像亞特蘭提斯號太空梭就擺在眼前

(圖36)實體大小的哈伯太空望遠鏡

(圖37)INFORAMTION服務台，可以索取地圖和租語音解說機，有中文版。另外，如果沒有自行開車的人可以請他幫你叫計程車，約30分鐘後計程車到停車場，再過去搭乘

對我們這些天文館解說志工兼太空迷來說，農神五號火箭和太空梭幾乎是每次展示場解說必講之處。能夠親眼看到農神五號火箭巨大的尺寸和退役亞特蘭提斯太空梭，這趟旅程已經值回票價了。尤其是亞特蘭提斯博物館是近年建造的，裡面覽品有許多互動式的遊戲，可惜時間有限無法一一體驗，希望以後還有機會能再去參觀，最好選在火箭發射的日子。

(圖38) Daily Schedule 時刻表，可以計劃一下有效率的完整參觀。

(圖39) Kennedy Space Center Visitor 園區地圖，農神五號火箭的展館不在裡面，需搭園區內巴士才能到達。

在胡桃裡的宇宙這本書中提到黑洞的形成,1783年劍橋米契爾提出解釋:假如你垂直的發射一枚砲彈,由於重力的關係,炮彈上升的速度會愈來愈慢,最後停止上升而開始墜落.然而如果上升的速度大於"脫離速度"的臨界值,重力就無法讓炮彈停止,最後炮彈一定會飛走.地球的脫離速度每秒約11公里,太陽的脫離速度每秒約618公里.因為光速每秒為30萬公里,所以光線可以毫無困難的脫離地球或太陽.但是太空中有可能有比太陽重很多倍的恆星,它們的脫速度可能大於光速,它們發出去的光線都被自己的重力拉回去了,這是米契爾所謂的"暗恆星",也就我們現在說的黑洞.那我們如何偵測黑洞呢?由於重力的作用,黑洞仍然會吸引鄰近的天體,就像尚未塌縮時一樣.假使太陽變成一個黑洞,而質量卻保持不變,那麼九大行星仍將繞著它運行,和現在一模一樣.所以尋找黑洞的方法之一就是尋找一些似乎環繞著隱形重型天體的物質.
假如有對粒子在黑洞附近,其中一個就有可能掉進黑洞,而讓另一個逃到無限遠的地方,對於距離很遠的觀察者,逃離的粒子就像是從黑洞輻射出來,就輻射譜而言,黑洞與有溫度的物體完全一樣,黑洞所對應的溫度和黑洞大小呈正比.若黑洞是太陽的幾倍重,它的溫度大約只比絕對零度高出億分之一度,而更大的黑洞溫度更低.
當重恆星用盡內部的核燃料後,就會開始降溫並收縮,此時周圍時空彎曲得太厲害,因此會形成連光線都逃不掉的黑洞.在黑洞的內部,連時間也會終止.對一名掉進黑洞的太空人而言,他自己的時間將會終止.
在相對論中,每個觀測者都有自己的主觀時間,就會導致"孿生子弔詭":孿生子的哥哥以接近光速進行太空旅行,而他的弟弟則留在地球上.在滯留地球的弟弟看來,哥哥的太空船因為在運動,所以上面的時間過得比較慢;因此當哥哥回來的時候,會發現弟弟變得比自己老很多.雖然有違直覺,但實驗顯示,運動中的孿生子的確會比較年輕.

有句話說：眼見為憑，但對天文觀測來說，只憑人類肉眼觀察卻非常有限，事實上任何有溫度的物體都會發射電磁波，也就是光線，而人類的眼睛只能感受可見光．因此，在沈靜的夜空中，除了點點繁星外，天體也以無線電，紅外線，可見光，紫外線，X射線，GAMMA射線不斷的喧鬧著．但受大氣層的影響，只有可見光與無線電能到達地面．

1932年美國卡爾．顏斯基研究雷雨干擾無線電通訊時發現天空有不明雜訊規律的出現，且只要人馬座出現在空中，雜訊特別強，最後他發現那無線電源自銀河系的中心．構造三大部份：主鏡，訊號接收器，機械操控系統．

目前最大無線電望遠鏡是阿雷西波天文台305米．無線電干涉望遠鏡：美國新墨西哥州沙漠的非常巨大線陣(VLA)，27個排成Y字型碟形天線,一具天線直徑25米,重193噸,它的觀測能力等於直徑36公里的望遠鏡.

 
1842年研究聲波的過程發現,若一音源向觀測者靠近, 則其聲波被擠壓,頻率升高,波長變短,音調上提;反之,聲波被拉長,頻率降低,波長變長,音調低沈.
這可應用在車輛超速雷達偵測,當雷達波踫到進行中的車輛會產生反射波,反射波的頻率會因車速的改變,可以從反射波頻率的變化測得車輛的速度是否超速.
1848年費佐將應用在光學上,光源向觀測者靠近,光波受到推擠,波長變短,產生藍位移的現象.反之,遠離則產生紅位移現象.當天文學家觀測恆星,若發現紅位移現象,則表示這顆恆星正遠離我們.
恆星也有顔色，當一個星體溫度愈高，它就愈偏向青白色的，若溫度略降它就略偏向白色，再降就偏向黃色，橙色，紅色．溫度愈高表示星球愈年輕，溫度愈低表示星球愈年老．所以看頻色就知道這顆星球的年紀．

恆星的光譜型:O（參宿七，最藍）.B（角宿一，藍）.A（天狼星，藍白）.F（南河三，白）.G（太陽，黃）.K（大角，橙).M(心宿二，紅）.R.N.S

快速記憶法:Oh,be a funny girl, kiss me right now, Sweet.

 
哈伯太空望遠鏡於1990年發射,因為鏡面外緣多磨平4微米,無法對焦,所以無法拍攝出清晰的影像.於是1993年送太空人到府維修,替望遠鏡裝置了校正的儀器,等於是替望遠鏡戴了副近視眼鏡.
重達11.5公噸,高度約為3層樓高,於570公里的低軌道上以每90分鐘繞地球一圈,因受大氣阻力,軌道會慢慢降低,每2或3年必須用太空梭提升一次.
哈伯太空望遠鏡是目前最強的太空望遠鏡,傳送令人眩目的宇宙影像.
網址:http://hubblesite.org/

 
當你走路很快時,或是跑步很快時,有沒有感覺有一股力量將你往右推.在北半球做長距離運動的物體,因為受到地球逆時針自轉的影響,其運動方向會偏向右前方.當火箭向上運動時,地面觀測者會看見火箭偏向西方,向北方水平飛行時會偏向東方.這就是所謂的科氏力.

話說從前天空出現十個太空，使得草木皆枯，民不聊生，多虧神射手后羿將九個太陽射落，紛紛變成三腳烏鴉掉下來，於是大地又恢復繁榮的景象．為什麼中國神話中，三腳烏鴉是太陽的化身呢?原來古人有看到太陽長黑氣．漢書：『日出黃，有黑氣，大如錢，居日中．』意思是清晨太陽剛升起不久，看到像錢幣大小的黑氣．這就是我們今天所說的『太陽黑子』．
太陽黑子形成的原因:1961年美國巴布科克認為光球層下方0.05半徑有個偶極磁場,帶電物質會"凍結"在磁場中,因此其彼此會互相束縛及牽制,磁力線因而會被太陽自轉帶動.赤道自轉週期約25天,南北極區36天;赤道的轉速較南北極快的差異自轉現象,造成磁力線被拉長,扭曲,進而糾結,當糾結的磁力線管內的磁壓超過周遭的磁力線管就會因磁浮力而浮出太陽表面,切過光球表面處就形成黑子,由於磁場會抑制光球下方熾熱帶電物質的運動,致使黑子區溫度下降,所以看起來比較暗,磁力線糾結,從高緯度開始逐漸往低緯區移動,糾纏太厲害會斷裂,然後重新排列,回復規律的秩序和方向.

十三世紀末葉以前,義大利工匠開始磨製雙凸透鏡,從此以後年長者有了閱讀可以使用的眼鏡,十五世紀開始製造凹面鏡來幫助近視的人輕人,由一面較弱的凸透鏡搭配一面較強的凹透鏡或凸透鏡才能達成顯著放大的效果.
1608年十七世紀被,荷蘭人,李普海申請望遠鏡的專利,這消息很快傳開,1609年傳到義大利,5月加利略聽到這個消息,8月他就製作放大8-9倍的望遠鏡獻給威尼斯總督,他的薪水馬上從480金幣提高到1000金幣,並且獲得終生職,11月時完成放大20倍的望遠鏡,於是他望向天空,觀測月相,並繪製8張圖,1610年1月他發現木星的衛星,並稱之為麥迪奇之星,1610年3月12日就出版"星際信使",使他聲名大噪.

1609年加利略利用望遠鏡觀測體
1668年牛頓發明反射式望遠鏡
1888年發現電波
1920年運用在收音機廣播
1931年強基斯,檢驗出銀河的中心方向
1948年海爾望遠鏡5米
1990年凱克望遠鏡10米,發射哈伯太空望遠鏡.

架設望遠鏡最好的地方:
1.非洲西海岸:加納利群島的群山
2.智利的安第斯山脈
3.夏威夷的摩納基亞山頂,4205M

世界級望遠鏡:
1.日本"昴"subaru望遠鏡,直徑8.3米,厚度20cm,單一主鏡世界最大.
2.凱克望遠鏡I,II作為干涉儀,由36塊,1.8米,7.5cm厚的六角形鏡片組合成10米的主鏡,主鏡是站立的(防灰塵).
3.歐洲南方天文台,在智利塞羅帕拉納爾山;4座16米的望遠鏡所組成的超大陣列望遠鏡VLT, 還有塞羅帕山丘的GEMINI南望遠鏡.
4.亞雷西波電波望遠鏡,305米,位於波多黎各南部山谷.
5.美國新墨西州VLA,27座,25米,呈Y字排列的電波望遠鏡,相當直徑36公里望遠鏡.
6.超長基干涉儀VLBI,在地球上使用儘可能遠離的二座以上的電波望遠鏡來進行觀測.
7.1997年發射電波天文衛星"遙",8米天線,與世界各地的電波望遠鏡加以聯結,創遠直徑3萬公里的超巨大天線,相當於能分辨38萬公里月球表面人臉上的五官.

紅外線望遠鏡:較寒冷的物質,恆星形成的領域,行星,亮度較暗的恆星.
X射線望遠鏡:超新星死亡大爆炸之後殘骸,脈衝星,黑洞,高溫的恆星.
r射線望遠鏡:高能量和超新星爆炸有關.

太空人為什麼要穿太空衣?

太空的環境沒有提供呼吸的氧氣和維持平衡的重力, 有極冷極熱的溫度, 致命的宇宙射線和被流星體, 隕塵撞擊的危險, 聲音無法在真空中傳遞，所以用無線電聯繫, 簡單的系統排除身體的廢物, 戴頭盔,手套, 穿特製衣服,褲子和靴子. 攜帶式維生系統包括: 氧氣, 水和電池. 頭盔裡層金泊可檔紅外線和紫外線, 看到物體不會改變顏色, 固定在外衣上, 本身不旋轉, 太空人在裡面可以任意轉動. 太空衣是乳白色, 可反射太陽光, 隔熱玻璃纖維製成, 上面塗層塑膠, 以防溫差-157至121度的變化。有特殊的口袋放地圖，指令和資料．

阿波羅11號太空船
於1969年7月20日登陸於寧靜海，發射後需３天才能到達月球．

登月小艇

太陽神11號第一次登陸月球的小鷹號, 分為兩節. 下半部包裏金泊是起降用的腳架和燃料槽. 原因是月球沒有大氣層, 溫度在100度以上, 防止燃料槽過熱而爆炸, 反射太陽光用. 上半部為指揮艙,也是太空人返回指揮艙的載具。

測量員3號

太陽神計劃之前勘察的無人探測船, 裝有電視攝影機,堪察土壤與地形。以判斷是否適合太空船降落.

月面車

太陽神15號開始使用載人車輛, 輪胎以金屬網製成, 因為爆冷爆熱, 一般橡膠輪胎會變得脆裂而無法使用。

加利略提出：真空狀態下的自由落體，不論質量為何，皆同時墜落地面．阿波羅十七號太空人，以右手拿著羽毛，左手拿著鎯頭．同時鬆手，這一輕一重的物體同時著陸．

中國古代皇帝，權力很大，卻難逃一死，所以養了許多方士提煉長生不老的藥方．無意間製作成火藥．宋朝時將橫掃歐亞大陸的蒙古騎兵嚇得屁滾尿流，後來傳到西方讓諾貝爾發了大財．
早期火藥的燃燒率率差且不穩定，傳說宋朝有位軍官叫萬戶．曾經在椅子上綁上許多火箭，希望奔向月球，結果被炸得粉身碎骨．在月球背面的環形山有一座就以他的名字命名．

俄國人齊歐考夫斯基在1903年寫出火箭方程式，就是火箭的質量和所需的燃料比例，但他卻是不折不扣的理論家，從來沒有真正建造任何火箭。美國工程師哥達德(火箭之父)在齊歐考夫斯基發表論文之後，就一直實際測試他的設計，終於在1926年成功發射第一個採用液態燃料的火箭，但沒有受到美國政府的重視。但在德國就不一樣囉，徳國火箭迷歐柏斯得知哥達德試飛成功後就寫了一本科普的書：飛進星際的火箭，非常的暢銷，而另一位火箭迷馮布朗，就是受這本書的啟發，後來他負責為希特勒建造V2火箭，1945年第二次世界大戰結束，德國戰敗，馮布朗和他的研究小組逃離潘尼慕基地後，還是被美軍逮捕，跟著V2火箭一起被送到德州的布利斯基地，研究火箭。不久，俄國也發現了潘尼慕基地,他們將科學家柯洛列夫從勞改營救出來，送到德國的潘尼慕基地，和幾名沒被美軍捉走的德國科學家，一起研究美軍沒帶走的大量文件，零件和設備。他花了7年的時間研究，回國之後成為蘇聯洲際彈道飛彈的核心人物，1954年，他已成為俄國首席設計師：1957年10月4日史普尼克號發射衛星順利升空，並環繞地球1400次。

其實早在1956年美國馮布朗就曾試射火箭，但是艾森豪美國政府不相信馮布朗，深怕馮布朗在火箭升空時改變飛行計劃，將飛彈射到地球軌道上，才聲稱誤射。所以就派人在火箭第四節裝滿沙子，讓火箭達不到脫離速度。所幸副總統尼克森明白太空旅行的潛力無窮，在1958年10月1日成立航太總署(NASA)，將科學家和政客組織起來，通力合作，不受軍事考量所牽制。

在1980年為止，蘇聯太空人仍然只不過是太空船的乘客而已，太空船的直正駕駛是任務控制中心的操作人員和太空船上的自動控制系統，太空艙的導引系統必須有密碼才能操作，如此設計是為了防止任性的太空人駕駛珍貴的太空船叛逃。

1961年4月12日，賈加林乘坐太空船環繞地球軌道並平安歸來。其實這個飛行到回地球的最後階段，太空船發生故障，賈加林不得不從太空船中彈出來.藉由降落傘回到地面。

1961年5月25日，甘迺迪在國會的演說結束時宣佈:我相信美國在未來十年內，將會達到送人類登陸月球並平安的回來。為阿波羅計劃編列240億美元。

1965年蘇俄太空人利歐諾夫首度成功完成太空漫步。蘇俄首席設計師柯洛列夫病倒了，於1966年1月過逝。

1981年美國成功發射了第一艘飛上太空的太空梭- - 哥倫比亞(Columbia)號，更使得科學家更容易來往於地球與太空之間，火箭可重複使用，更節省成本，也更環保。

1986年蘇聯發射第一個太空站：和平號，長期開發和居住為基礎，才有美國ISS國際太空站。

1969年阿姆斯壯踏上月球的一小歩是人類的一大步，不久的將來星際旅行變成家常便飯，只要有生命的地方，人類都可能在那裡工作生活，我們的後代也許走在火星的大峽谷或在寧靜海閒逛時，還會想到這段美蘇的太空競賽嗎？

現在氣象衛星、通訊衛星、導航、電腦運算速度、電子元件的微小化..等等發展對整個產業的發展是1980年代以前無法想像的，科技進步帶來百萬的就業機會，並創造數千億美元的營業額。誰又知道蘇聯在短短32年就瓦解了。

資料來源:科學世界的毒舌頭夢想家