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國際小學堂/先鋒1號只葡萄柚大上太空60周年

1月
03
2018

2018年1月03日12時 今日科學 南充天文在線

南充天文在線

先鋒一號是全球第一個太陽能動力衛星。

圖/取自NASA

1957年,美國海軍發射一枚葡萄柚大小、閃閃發亮的金屬球體——「先鋒1號」(Vanguard-1)衛星,回應蘇聯發射的人類史上第一枚人造衛星「史潑尼克1號」 (Sputnik 1)。60年後,先鋒1號仍在軌道上繞著地球運行,但史潑尼克1號早已重返大氣層且墜毀。

太空殘骸分析師弗羅勒(Tim Flohrer)在坐落德國達姆城的歐洲太空運營中心(ESOC)辦公室里,追蹤約2萬3千個登記有案且正環繞地球運轉的物體,包括太空船和衛星(部分太空設備還在運作,但大多數已喪失功能),以及火箭殘骸和破碎的太空設備硬體等;這些全是人類探索太空60年來的結果。

當年對手史潑尼克1號已墜毀

透過美國太空監測網(SSN)的雷達數據、德國早年的警告系統,以及光學望遠鏡的觀測,弗羅勒協助確保這些太空垃圾不會危及運轉中的太空船。英國廣播公司記者霍林翰與弗羅勒交談前,先請他查詢編號「1958-002B」的物體,它是美國1958年3月17日發射的「先鋒1號」衛星,至今仍循著高橢圓軌道( high elliptical

orbit)在距離地球介於650到3800公里的地方運行著。弗羅勒說:「許多早期的衛星,如蘇聯的史潑尼克都已重新進入大氣層。但我估計,先鋒1號還能運轉數百年。」

蘇聯搶先發射衛星點燃競賽

美國海軍研究實驗室(NRL)1955年原本認為,先鋒1號會是美國第一個衛星計畫。先鋒號系統涵蓋3節火箭,被設計來運送民間科學研究太空船。這個火箭、衛星和野心勃勃的追蹤站網絡是1957-58國際地球物理年的美國部分貢獻。這項國際科學研究計畫擴及67個國家,包括鐵幕兩邊的國家。鐵幕是冷戰時期,依據不同政治理念來畫分歐洲國家的界線。

蘇聯衛星「史潑尼克」。圖/取自NASA

NRL歷史學家安裘莉納.卡拉翰(Angelina Callahan)說:「這不是一場太空競賽,美國總是對於衛星的發射和預期目的開誠布公,蘇聯卻試圖保密。」因此,蘇聯1957年10月4日發射「史潑尼克1號」升空時,合作國家為之震驚。

卡拉翰說:「對美國衛星研究團隊來說,史潑尼克發射的事實造成諸多失望,因為這個國際夥伴並沒有公開表示,他們要送一顆衛星上太空。」

美國華府的國家航空航天博物館冷戰火箭館長雷斯曼(Tom Lassman)說:「史潑尼克引發了極大恐懼,它讓許多軍事領袖意識到蘇聯可能會用飛彈攻擊我們。」幾周後,美國前總統艾森豪施壓美國海軍團隊,命令他們儘快發射一枚美國的人造衛星上太空。

測試火箭墜地炸毀美國威望

1957年12月6日,「先鋒測試火箭3號」(TV3)原本計畫測試發射,卻變成萬眾矚目的焦點活動。蘇聯當年在史潑尼克1號成功進入軌道後,才對外宣布發射衛星的消息。美國大張旗鼓發射TV3,吸引了美國政治人物、資深軍事領袖及全球媒體到佛州卡納維爾角觀看發射,且在全國電視實況轉播。

在一連串的倒數延誤之後,先鋒號火箭終於在當地時間上午11時44分離開了發射台。未料幾秒鐘之後,控制室的研究人員驚呼:「小心!喔,老天呀,不!」這枚火箭才離地約120公分就墜地,化為一團火球。

紐約時報形容這起火箭爆炸「炸毀了美國的威望」;前參議員強森稱此意外「丟臉」。外國媒體的批評更諷刺,利用蘇聯成功進入軌道的衛星「史潑尼克」(Sputnik)來形容美國此次發射失敗,如「失敗的衛星」(flopnik,flop意為失敗)、「留在原地的衛星」(stayputnik,stay put為留在原地之意),或「沒用的衛星」(kaputnik,kaput解作受損或無用)。

先鋒計畫曾發射失敗。圖/取自美國海軍

不過,外界的批評對NRL團隊並不公平。卡拉翰說:「這是一項成功的研究與發展過程,最後卻出現許多失敗。在這些失敗的歷程中,他們研發出一套非常好的系統。」前納粹德國火箭先驅馮布朗(Wernher von Braun)致力將任何東西送上軌道,他把握了此次機會,並在美國陸軍支持下,研發出朱比特火箭,這是他設計的德國V2彈道飛彈進化版。雷斯曼說:「當時的首要之務,是儘快將衛星送上太空。」

先鋒1號用太陽能衛星創舉

1958年1月31日,馮布朗的朱比特火箭搭載「探險家1號」(Explorer 1)發射升空,成為美國首枚成功進入軌道的衛星;探險家1號是美國加州帕薩迪納噴射推進實驗室(JPL)短短3個月的傑作,裝載了宇宙射線偵測器,可測量太空的輻射環境。這項由愛阿華大學科學家范艾倫(James Van

Allen)設計的裝置,後來在太空中發現一片帶狀區域有許多受困於地球磁場的帶電粒子,該區域即為知名的「范艾倫帶」。

1958年3月17日,終於輪到美國海軍了。當天是晴空萬里的好日子,NRL的先鋒火箭搭載先鋒1號衛星,成功發射進入軌道,並很快回傳第一個無線訊號。事實上,先鋒1號是全球第一個由太陽能電池供電的人造衛星,該衛星直到1965年都還在傳送訊號,而探險家1號僅持續了幾個月。

上述信息轉自https://udn.com/news/story/6904/2794643


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