434 期 2010.06 本月精選
捕捉星塵的人
NASA科學家鄒哲(上)
文 / 梁慶封　圖片提供 / 美國太空總署、噴射推進實驗室網路資料

↑鄒哲在發表會中展示星塵採集器。

↑鄒哲與其研發成功的氣凝膠。

慧星是太陽系形成時的殘留物質，若有機會獲取這些物質，或可解開太陽、行星，甚至地球上生命的部分奧祕。但是，如何逮捕太空中像子彈般高速運行的星塵，而且還須保持其原初的本質，則需要高難度的技巧。鄒哲突然想到，像果凍一般的「氣凝膠」……

2006年一月十五日清晨三點，一個太空樣本艙降落在美國猶他州的軍事基地，當樣本艙運到無菌室時，工作人員小心翼翼地打開艙門，卸下一個密封的容器，容器裡裝的是從彗星中捕捉到的星塵，是人類除了曾在月球上採集到的岩石樣品外，首次並唯一從外星迎來的物質。

美國各地數以百計的科學家都在翹首等待這一天，而這一天對華裔科學家鄒哲博士來說，更有不同凡響的意義，因為他等待了二十年的夢想，終於美夢成真。

搜捕彗星星塵，揭開太陽系誕生之謎

鄒哲是美國太空總署「星塵計劃」（Stardust Project）的創始推手。這個計劃的主要任務是搜捕彗星及星際間漂浮的星塵微粒，再把這些擄物攜回地球進行分析研究，因為這些物質極可能為太陽系的誕生、地球上的水及生物演進，提供極有價值的線索。

彗星是太陽系中的天體之一，拖著一條閃耀的長尾巴。古代的人認為，當這個俗稱掃帚星的星體在夜間出現天際時，是不吉利的兆頭，預告即將有天災、饑饉或帝王駕崩等災禍發生。彗星的本質是冰、塵沙和氣體的結合體，它們循著很不均衡的橢圓軌道繞著太陽遊走，週期性地闖進太陽系內圈。實際上，彗星是在大約四十六億年前、太陽系形成時的殘留物質，因為大多時候徘徊於低溫的太陽系外端，所以結構、物體可能仍保存太陽系初生時的原貌，若有機會獲取這些物質，就可以幫助我們解開太陽、行星，甚至地球上生命的部分奧祕。

鄒哲生於中國，在台灣度過童年，年紀輕輕即負笈美國，先後就讀於加州柏克萊及洛杉磯加大。畢業後進入加州理工學院所屬的「噴射推進實驗室」（Jet Propulsion Laboratory），從事太空探索研究工作，在很多太空計劃中都擔綱首席研究員（Principal Investigator），是一位深受器重的太空科學家。

在三十多年的工作經歷中，他的主要興趣和研究項目，大都集中於從太空中取得樣品，帶回地上分析研究。這是一項難度頗高的技術，而且所費不貲。1981年，鄒哲參與哈雷彗星（Halley）的研發團隊，開始對彗星探測感到興趣濃厚──如果能夠取得彗星樣品，進行精密的分析研究，這些保存了遠古太陽系初生物質型態的資料，就可以幫助科學家揭開太陽系行星，甚至宇宙星系創始之謎了。

鍥而不捨，研發捕塵技巧

但是，如何逮捕太空中像子彈般高速運行的星塵，而且過程中不但不能讓星塵受到任何損傷，還須保持其原初的本質，則需要高難度的技巧。鄒哲想到利用像果凍的「氣凝膠」（aerogel），一種透明的像海綿的物體，其間有許多空隙，一旦星塵從高速飛行的彗星上灑落時，就可以將之逮捕停留在其中的空間，而且保持本質的完整。於是近十餘年，他一直不斷研究氣凝膠，並改進其結構密度及性能，經過多年鍥而不捨的努力，終於實驗證明氣凝膠確有捕捉像子彈般高速飛行粒子的功能。1994年，鄒哲第十三次向美國太空總署提案，由於這個方案既可行又省錢，終於獲得認可，由署方撥款成立「星塵計劃」專案，任命鄒哲為該計劃的研發副首席。……(文未完，續接下頁)