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星尘号推手-NASA科学家邹哲

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文/梁庆封/宇宙光


在美国太空总署服务的邹哲,自星尘號今年携回彗星星尘返回地球以来,经常成为媒体报导的焦点,而由他推动的「星尘计划」更是备受推崇。//中央社

邹哲简介

邹哲中学时期来到加州,大学阶段主修系统工程,先在柏克来加大攻读,继而转到同属加州大学系统的洛杉磯加大取得博士学位。一九七五年是影响他一生的关键年,当时他以优异的成绩进入美国太空总署位於加州帕沙迪那的喷射推进实验室。目前担任「星尘號」计画副首席发言人的邹哲回忆说,採集彗星尘埃虽然是他近十年专注的目標,其实早於一九八一年已经开始孕育。


直到一九九四年,「星尘號」计划终於被太空总署接受,这也是邹哲向计划部门提出的第十三个太空探索计划。「星尘號」太空梭后来在一九九九年升空,並於二零零四年穿越维尔德二號(Wild 2)彗星的边缘,完成採集星尘样本后返航。邹哲指出,「星尘计划」之所以被接受,是因为不需要劳师动眾的把一艘太空船降落到外星球上,而只是进入彗星的外缘,在近距离吸纳彗星飞行时「洒落」的尘埃和物质,在花费上节省得多。其次是因为计划本身具体可行。邹哲透露,当他第一次向审查小组提出「稀密棉」(Areo-gel)的做法时,並不是顺利「达阵」。


但是具有信心的他,不屈不挠的利用数年的时间埋首於实验室做研究,当接近成熟时,又先把它放到美国太空梭及国际太空站上演练,最后在一九九四年向科学界证明成功的机率可以达到百分之九十。


邹哲形容「稀密棉」在工业界又被称为「气凝胶」,外观有些类似可食用的果冻,是由二氧化硅提炼而来,结构密度有如洗浴用的海绵,其间有许多空隙,一旦尘埃从高速飞行的彗星上洒落时,可以停留在其中的空间,由太空船带回地球。基於对气凝胶功能的深入研究,邹哲曾於二零零二年时名列金氏世界纪录,而今年一月十五日美国媒体广泛报导「星尘號」任务成功返回降落地球时,都以他双手捧起一片不规则形状的稀密棉模型做为图与文的焦点。


邹哲的主要任务从加州移到德州休士顿的詹森太空中心,在那里由他居间协调一百余位科学家和研究人员对稀密棉展开过滤工作。邹哲形容「星尘號」的成果出人意料的丰硕,因为停留在空隙间的彗星尘埃难以数计,有些小到难以用肉眼发现,最保守的估计也有数百万粒。根据洛杉磯时报三月十四日刊出的新闻標题「Stardust Mission Finds Fire and Ice」,意思是说,这些尘粒有经歷高温的透明粒子,也有长久处於低温如冰点以下的黑色原始尘灰。


报导说,由於数量多,尘粒完整,最后的化验结果可能推翻太阳系诞生的理论,为宇宙形成提出新的解释,因为那些尘粒都是数十亿年前宇宙大爆炸时遗留下来的最原始物质。邹哲补充,以目前的进度推算,数百万粒尘埃可能需时五至六年才能「发掘」完毕,在时间上可能要让大家耐心等候。

慧星是太阳系形成时的残留物质,若有机会获取这些物质,或可解开太阳、行星,甚至地球上生命的部分奥祕。但是,如何逮捕太空中像子弹般高速运行的星尘,而且还须保持其原初的本质,则需要高难度的技巧。邹哲突然想到,像果冻一般的「气凝胶」……

2006
年一月十五日清晨三点,一个太空样本舱降落在美国犹他州的军事基地,当样本舱运到无菌室时,工作人员小心翼翼地打开舱门,卸下一个密封的容器,容器里装的是从彗星中捕捉到的星尘,是人类除了曾在月球上採集到的岩石样品外,首次並唯一从外星迎来的物质。


美国各地数以百计的科学家都在翘首等待这一天,而这一天对华裔科学家邹哲博士来说,更有不同凡响的意义,因为他等待了二十年的梦想,终於美梦成真。


搜捕彗星星尘,揭开太阳系诞生之谜


邹哲是美国太空总署「星尘计划」(Stardust Project)的创始推手。这个计划的主要任务是搜捕彗星及星际间漂浮的星尘微粒,再把这些掳物携回地球进行分析研究,因为这些物质极可能为太阳系的诞生、地球上的水及生物演进,提供极有价值的线索。


彗星是太阳系中的天体之一,拖著一条闪耀的长尾巴。古代的人认为,当这个俗称扫帚星的星体在夜间出现天际时,是不吉利的兆头,预告即將有天灾、饥饉或帝王驾崩等灾祸发生。彗星的本质是冰、尘沙和气体的结合体,它们循著很不均衡的椭圆轨道绕著太阳游走,週期性地闯进太阳系內圈。实际上,彗星是在大约四十六亿年前、太阳系形成时的残留物质,因为大多时候徘徊於低温的太阳系外端,所以结构、物体可能仍保存太阳系初生时的原貌,若有机会获取这些物质,就可以帮助我们解开太阳、行星,甚至地球上生命的部分奥祕。


邹哲生於中国,在台湾度过童年,年纪轻轻即负笈美国,先后就读於加州柏克莱及洛杉磯加大。毕业后进入加州理工学院所属的「喷射推进实验室」(Jet Propulsion Laboratory),从事太空探索研究工作,在很多太空计划中都担纲首席研究员(Principal Investigator),是一位深受器重的太空科学家。


在三十多年的工作经歷中,他的主要兴趣和研究项目,大都集中於从太空中取得样品,带回地上分析研究。这是一项难度颇高的技术,而且所费不貲。1981年,邹哲参与哈雷彗星(Halley)的研发团队,开始对彗星探测感到兴趣浓厚──如果能够取得彗星样品,进行精密的分析研究,这些保存了远古太阳系初生物质型態的资料,就可以帮助科学家揭开太阳系行星,甚至宇宙星系创始之谜了。


鍥而不捨,研发捕尘技巧

但是,如何逮捕太空中像子弹般高速运行的星尘,而且过程中不但不能让星尘受到任何损伤,还须保持其原初的本质,则需要高难度的技巧。邹哲想到利用像果冻的「气凝胶」(aerogel),一种透明的像海绵的物体,其间有许多空隙,一旦星尘从高速飞行的彗星上洒落时,就可以將之逮捕停留在其中的空间,而且保持本质的完整。於是近十余年,他一直不断研究气凝胶,並改进其结构密度及性能,经过多年鍥而不捨的努力,终於实验证明气凝胶確有捕捉像子弹般高速飞行粒子的功能。1994年,邹哲第十三次向美国太空总署提案,由於这个方案既可行又省钱,终於获得认可,由署方拨款成立「星尘计划」专案,任命邹哲为该计划的研发副首席。


「星尘號」太空船在1999年升空,经过几年漫游,於2004年接近「维尔德二號」(Wild 2)彗星时,张开一个表面充满气凝胶的八角形採集器,像一个特大號网球拍般的捕手,开始採集彗星周边和星际间的星尘微粒,並於2006年完成任务返航,採集的样本立即分送到世界各地两百位科学家手中化验,用最精细、最先进的仪器加以分析研究。


星尘號完美旅程,初步成果令人振奋

太空舱成功返回地球的那一刻,真是紧张又兴奋。虽然「星尘號」七年来在太空的旅程和操作过程近乎完美,但地上的科学家並不知道它採集到多少样品,这些样本是否能提供足够、有用的资讯。而所有的答案,都將在接踵而来的日子中验收成果。


全球各地约两百位科学家开始检验採集到的尘粒,在最初的分析中,发现它们的確是太阳系初生时的残留物,但其特性却比想像中更为复杂而多元。意想不到的是,除了低温的矿物质,它们竟然同时含有高温的矿物质,对於一向处於太阳系外缘极低温地带的彗星而言,这个发现实在令人不可思议,也让科学家重新思考有关太阳系的形成、地点环境和演化歷史过程的一些论点。


另一个主要发现是,这些样品蕴涵丰富的有机物质,而且这些物质是构成生命的主要元素。这个发现印证了科学家一直怀疑地球上的水和有机物,当初也是从彗星带来的这个观点。


到目前为止,在採集器中找到数以千计的尘粒中,有的比头髮还细,但还可凭肉眼看到;若继续寻索肉眼看不见的微粒,再將每一颗微粒深入剖开成数百个切片分別研究,则可能需要耗时至少十年之久,做更澈底和繁复的分析,才能得到最后的结论。我们期待更多的发现,使太阳系行星和生命的底蕴早日真相大白。


信仰与科学,相辅相成


邹哲博士是一位备受推崇的太空科学家,同时也是一位信仰敬虔的基督徒。在多年的太空领域钻研中,亲自经歷、感受上帝创造宇宙穹苍的奇妙,时常令邹哲不禁发出「上帝真伟大!」的感叹!以他整日埋首於实验室工作为例,一件件研究出的成果,无不证明必定是经过精心设计和由超然智慧所创造,绝不是巧合而得。太空宇宙星体生生息息,循著一定的规律运转,地上万物和生命彼此配合得精深巧妙,这一切都不可能是偶然的,必定是由一位拥有至高大能和无穷智慧的上帝所创造和掌管。


邹哲以一个终身从事科学研究的科学家这个角度出发,认为科学越发达,就越能將我们从未看到的事实一一揭露出来;人类的渺小和有限,更彰显出上帝的存在和祂造物的伟大。


邹哲不但执著於科学探究,更热心於福音广传,期使更多人能认识上帝。多年来除了太空工作以外,他更投入大部分的时间和精力,透过大眾传媒,把基督信仰的真理传给华人社区。

毕生致力大眾传播,造福侨社
三十多年前,邹哲夫妇对於在北美的华人当中,基督徒只有5%,尚有95%的同胞没有机会接触福音的事实深有所感。那时台湾的「天韵诗班」正在北美巡迴演唱,这让他们得到一个很好的启示,意识到大眾传播是传福音最佳、最有效的方法,可以在空中把福音带到每一个角落。於是夫妇俩日夜奔走筹备,於1975年在洛杉磯成立「佳音社」。佳音社创立之初,是在他们夫妇位於市中心的三层旧楼自宅中开始的。第一件任务就是纠集同好义工,將楼下的车库间改成简陋的录音和控制室,以便製作节目。当年在美国一般的广播费用非常高昂,而且非英语的广播很难立足。他们凭著信心和诚心,终於找到一家电台,愿意以合理低廉的费用,让他们使用黄金时段,每週播出两个小时的节目。这是北美第一个华语广播节目,开播后在侨社中引起广泛的迴响。
佳音社从无到有、一步一脚印,本著学习基督的博爱精神,以服务人群为目的,製作信仰、家庭、励志……等国、粤语广播影视系列,出版刊物,演出戏剧,並在每年的母亲节举办「慈母手中线」活动,为华人社区提供健康、富教育意味的节目。佳音社的异象是以「福音预工」的方式,以生动活泼的题材製作节目,传递最新资讯,提高生活素质,分享生活经验,吸引一般听眾。佳音社创始迄今,已踏入第三十五个年头,又在旧金山、爱蒙顿、西雅图三地,联合一群志同道合的华人,成立分社,服务当地华人,成为照亮侨社的明灯。
邹哲育有四女,夫妇同心同行,服务侨社,家庭生活美满。他在同事眼中,十足是个柔和谦卑、脚踏实地、行事低调的人。佳音社每次举办大型活动,邹哲总是亲力亲为,做木工电工、搭建舞臺布景、搬运道具,到处都有他默默耕耘的身影,做起事来更是充满热诚和干劲,对上帝怀有无比的信心。在佳音社办公室掛著他的座右铭:「做事,是从祷告开始。」以此与全体同仁共勉。
邹哲博士一生尽心竭力,在浩瀚的太空捕捉星尘。同样的,他也张开以慈绳爱索织成的网罗,在隨波逐流的人群中,捕捉那些尚未认识上帝、渴望追寻真理的人,好让他们拥有基督的生命和天上的福气,不但生命得到改变,並且一生活得更丰盛,更有意义。



来源:海外华人福音网
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