[影音] CASE电影讲座:百年荧惑说分明 ─ 从「绝地救援

作者: 来源:D优生活 时间:2020-06-09 21:50:17 浏览(804)

[影音] CASE電影講座:百年熒惑說分明 ─ 從「絕地救援」談太空探險

◕ 讲者:陈文屏 (国立中央大学天文研究所所长)

◕ 时间:104年11月6日(五)19:00-21:00

◕ 地点:国立台湾大学 思亮馆国际会议厅 

火星大概是最引人入胜(以及烦恼)的天体之一。它虽然不像彗星般来无影去无蹤,形状又变化莫测,但却让古今观察者摸不着头绪;暗红的外观引发血光战争的联想,使得「火星人」几乎成了「外星人」的代名词,到底怎幺回事?我们从您我都知道的东西开始,然后谈到我自认知道些皮毛,而猜想您可能不知道的事情,然后说说我也不知道的事情。当然,无论如何还是要想办法把队友从火星拯救回来,所以让我分享观赏「绝地救援」的心得,谈谈探索甚至殖民火星,以及进一步太空探险有哪些挑战,以及目前的进展。


夜空中一点赤红的百年荧惑,为何让人们心弛神往着迷不已?

满天星斗,是催生诸国文化幻想的起源,也是诱发研究向学的美好动机。而人们熟知的火星,在古今中外的文化中总有着那幺独特的地位。无论是占星术上的火星合冲,到天文研究的火星任务;从古罗马神话的战神Mars,到古中国的凶星「荧惑」;从外星生命屡屡提及的火星人,到网路戏谑用语的「火星人」。近期随着电影「绝地救援」的上映,夜空中的这一点红光,又再次地吸引了人们的目光宠爱。

然而,引起关注的的可能是天马行空的无垠创意,也可能是货真价实的科学依据。因此,台大科学教育发展中心所举办的「CASE电影讲座」,就邀请了多年来致力于天文教育的中央大学天文所所长陈文屏教授,带领大家细探分明那些火星故事的虚实来由。

[影音] CASE电影讲座:百年荧惑说分明 ─ 从「绝地救援

「第一部分讲你可能会知道的,第二部分讲你可能不知道的,第三部分讲连我都不知道的!」讲座之始,陈老师就先为了这场讲座抛出了一个有趣的大纲。想要谈论火星的科幻与科学研究以前,当然要先好好了解这颗行星。

先从远距离的观测结果来谈起吧。在太阳系中,离太阳最近的四颗大行星是岩石行星,地球距太阳1.5亿公里而排名第三,火星距太阳2.28亿公里则排名第四。用地图的距离来相对譬喻的话,大概是把台大当成太阳,而中正纪念堂和国父纪念馆则分别是地球与火星。火星的自转週期与地球类似,约为1.026个地球日,所以在火星上一天的长度跟地球没有太大差异;但公转週期较长,导致一年有687天,若取跟地球公转的最小公倍数差不多是780天,这代表每隔两年,地球和火星的距离会达到最近的相对位置,这也是为什幺火星任务总是以两年为週期来做规划。

火星逆行时应注意火灾与暴力事件?

也由于火星公转周期较地球长,当每隔两年,火星与地球在太阳的同一侧时,就会在天文上观测到历期55到80天的「火星逆行」现象,此时火星在夜空中的轨迹会如同折返了一圈般。虽然说在今天我们已经可以很轻易地用古老的「日心说」来理解这样的天体运动,但在夜空中一个不依循众星规律而突然迴转的行星,也让占星术发展出了许多与「火星逆行」有关的负面谣言传闻。

[影音] CASE电影讲座:百年荧惑说分明 ─ 从「绝地救援

火星逆行的天体轨迹示意图 (图片来源

而伴随着观测技术的进步,人们不只能看到火星的运动轨迹,更能开始看到火星表面的构造和现象。例如由光谱和实际探测的结果发现火星表面红色地貌的成因,是因为表土与大气沙尘中含有大量的氧化铁。这可能代表火星曾被铁质陨石击中过,也可能是过去火星曾有火山运动与大量的水分和氧气,而让铁质被氧化。科学家也观测到,火星上有海拔高达27公里的太阳系最高峰,且还有持续火山活动的「奥林帕斯山」。这样的高度可能是因为火星缺乏大气活动也没有土壤沖刷机会,又因重力仅有地球的0.38倍,才能让火山喷发的高度能不断累积。同时在火星上也观测到如同河流般的痕迹,这代表过去也可能会有大量的水残留。近期的研究更发现太阳风导致了火星的大气消失,而在仅有6毫巴的稀薄大气状况下,水分会很快速地挥发而无法存留于地表。似乎代表着,可能曾经有某个时期的火星,地表上氧气充足且有丰沛水系。只是,后来发生什幺事了呢?

方兴未艾的火星计画

[影音] CASE电影讲座:百年荧惑说分明 ─ 从「绝地救援在解开火星的重重谜团,仅利用在地球上的观测结果是远远不足的,我们还需要能绕行火星的人造卫星来遥测,也需要在在火星上登陆探勘的探测器。因此,从1960年代至今,各国已经执行了四十多个各种不同形式的火星太空任务,也在近年来陆续取得更详细的研究成果。然而,若是要实践像电影「绝地救援」一般,送人类上火星的话,大概还有两个主要的努力方向:

1.就地取材

在火星就地取材人类生存必备物资是非常重要的,由于太空旅行中实在难以携带大量物资,所以你需要一些能在火星当地取得资源的方式。在目前的研究成果中,MIT正在开发的MOXIE计画可以利用电解的方式在火星上製造氧气;电影中提到的燃烧反应与ISS应用多年的水回收系统可以取得水;NASA近年来也在ISS上实践作物耕种系统。

2.动力

另一个需要面对的困境则是太空航行的动力来源。动力决定了太空飞行的速度,也决定了太空旅行的时间。如果是以时速900km的喷射客机来飞行,要飞整整十年才到的了火星。而2012年才登陆火星的好奇号,也在相对太阳时速11万公里的状况下飞了8个月才抵达火星。因此我们需要比化学火箭更有效率的方式,例如利用化学火箭的瞬间推力离开地表,再利用核热引擎或电浆火箭等方式在星际间高效持续的加速。

无论是就地取材或动力,甚至是在外太空也能持续提供电源的太阳能或同位素热电机等科技,这些技术的开发在今日也都已有相当成果和应用,陈老师说:「《绝地救援》与其说是科幻片,这更像是部灾难片」。这样基于科学事实的科幻题材,不只挑动着人们的想像力,更利用科学与逻辑带观众进入一个更逼真的世界。

火星人就在眼前!?

不过跟科学研究或科幻题材比起来,更吸引人的,恐怕是「古今中外」层出不穷,街坊相传从未缺席的外星人传闻吧。这些传闻虽然荒谬,但也算是其来有自,陈老师也考证盘点了许多历史事件来回顾火星人到底是怎幺被「创造」出来的。

[影音] CASE电影讲座:百年荧惑说分明 ─ 从「绝地救援关于火星上有生命的历史,最早可回溯至1877年,义大利天文学家Schiaparalli在观测火星时,发现火星上有条状结构。而条状结构的义大利文是canali,翻译为英文应为channel,但在翻译时却误植为canal,其意为「人工运河」。在经过大肆报导后,导致举世皆以为知名天文学家在火星上观测到运河结构。而约30年后,20世纪初期美国天文学家Lowel,受到当时「人工运河」说法的误导,在更精密的观测下发现火星上的条状结构会随着季节而变化,将其认为这是在因应不同季节来调整水量,是个星球规模的「灌溉系统」。

这些在当时被视为科学证据的研究成果,也引发了许多以此为根据的创作,例如1898年Wells的科幻着作”War of the Worlds”,描述火星人侵略地球。1912年Burroughs所着的科幻小说”Under the Moons of Mars”,更叙述火星人有绿色皮肤,拥有有高度智慧,居住环境恶劣需要倚靠运河维生,所以有夺取地球资源的野心。最终在1938年的万圣节,由于播出了改编自”War of the Worlds”的广播剧,描述火星人登陆在美国纽泽西州。因为剧情太过逼真,造成纽约与纽泽西地区民众恐慌出走。虽然政府与学界试图安抚,多年来的探测结果也都显示火星上毫无生物、也没有运河结构,但这些夸张的谣言与印象,似乎却仍持续流传而从未消退….

细究其原因,推动这些谣言的,可能不只是那一系列有意无意的误会或创作。也包含着人们的一些心理现象所致。例如1976年海盗一号拍到的「人面石」、2015年好奇号传回来的「金字塔」,以及众多火星遥测所拍到的人脸与人影。似乎都不断加强着火星上有生命、火星人知道我们在看他们、火星人来过地球盖金字塔之类的消息。陈老师指出,对人脸或人形的主观认定其实是一种「空想性错视」(pareidolia),是一种人们容易将各种随机的图像辨识成人脸的心理现象。而金字塔更是一个自然界中很常见的物体堆叠后的形状,在埃及有人造的金字塔,并不代表在阳明山上金字塔形状的山就是法老王驻足的痕迹,更不代表在火星上看到的一座金字塔型地貌,就是地球古文明来自火星的证据。随着这一系列翻译上的误会;民众对科学事证的不了解;研究进展传播效果比不上谣言经年累月的累积;以及文艺创作的渲染力和今日名嘴刻意操作的结果。陈老师戏称,虽然百年来火星生命的谣言不断,但讽刺的是第一座飞碟可是我们人类丢到火星上的喔。

放眼未来,人类能做什幺?我们能做什幺?

[影音] CASE电影讲座:百年荧惑说分明 ─ 从「绝地救援这些跟火星有关的谣言恐怕没有消散的一天,而对火星与太空的研究脚步更不会放慢停歇。近几年内,我们将陆陆续续看到许多火星探勘计画的实践,例如明年三月就要发射的InSight,目的在钻探研究火星内部结构;预计2019抵达的ExoMars则是要寻找地表下的有机分子。更值得一提的是印度的MOM也在去年九月份抵达火星轨道,是仅次于NASA、俄罗斯、ESA,第四个成功发射探测器绕行火星轨道的国家。不仅第一次执行计画就成功,经费运用也比其他国家的计画更为低廉。对我国来说,我们不见得能像科技强权一般在外太空攻城掠地,但对太空科技的持续投入与人才培育,在不远的未来,当太空时代来临,当太空採矿与殖民技术开始普及时。这些知识的累积或许能助人类解决地球资源环境问题,更带领我们探索未知边疆,勇踏前人未至之境。

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