太空探索／月球設液態鏡面望遠鏡　反射材質取得突破

2007/06/21 17:43 記者管淑平／編譯

http://www.ettoday.com/2007/06/21/334-2115041.htm

多年來，天文學者夢想建造一個不受地球大氣折射、空氣污染影響的液態鏡面望遠鏡，而沒有人煙、空氣影響的月球成了首選之地，現在美國和加拿大科學家宣佈，液態鏡面望遠鏡的技術取得突破，找到能取代水銀的液態反射材料。


在月球上設立望遠鏡是天文學界的夢想，希望在排除地球大氣和空氣污染干擾後，更能探索太空深處的遙遠星球光芒，但是月球望遠鏡牽涉複雜且巨大的結構體，加上鏡頭玻璃必須精確到百億分之一公尺的精準度，價格昂貴，更別提運送困難度高。

於是，液態鏡面望遠鏡的構想被提出至今150多年。目前的液態鏡面望遠鏡是以水銀作為反射材料，在離心力和重力作用下，水銀在圓形平面上會呈現一個邊緣薄而中間厚的覆蓋體，正是望遠鏡聚焦需要的狀態，支持者認為，其反射的光學品質與玻璃一樣好。

目前地球上的液態鏡面望遠鏡鏡面直徑最大達6公尺，建造成本是傳統天文望遠鏡的的1%到2%。根據估算，月球上光圈直徑20到100公尺的液態鏡面望遠鏡，能觀測到的光源，比新一代地球軌道望遠鏡韋伯太空望遠鏡還微弱100到1000倍。

韋伯太空望遠鏡 (James Webb Space Telescope) 是美國太空總署（NASA）以35億美元打造，預定2013年部署以取代哈伯太空望遠鏡。

但是月球上的液態鏡面望遠鏡最大的瓶頸之一，就是水銀在低溫下會凝固成固體。現在加拿大的研究人員表示，他們找到代替水銀的反射材料，克服了這個問題。

加拿大拉瓦爾大學物理學家波拉領導的團隊，利用真空蒸發法，將撥水性離子液體溶劑ECOENG 212加入液態鉻中，然後再在液態鉻上加入一層液態銀，產生「絕佳的」光學素質，在研究進行的數月中都維持穩定狀態。不過缺點是，這樣的介面雖然已經把結凍的冰點降低到攝氏零下98度，但是這個溫度還是比月球的零下130低溫還高。

儘管如此，波拉21日在「自然」期刊發表的研究報告說，ECOENG 212已經商業販售，取得容易，也屬於綠色化學溶劑，這種液態反射材質前景可期，「目前至少有一百萬種單一離子性液體，和1兆種三重離子液體，因此有龐大的選擇可以挑選作為液態反射物質，讓冰點盡可能降低，而同時維持光學反射性。」

然而，批評者認為，月球上設立液態鏡面望遠鏡並非只有優點，這種望遠鏡只能維持水平，不能傾斜，限制了觀測角度，對於想要追蹤太空星體的觀測者而言，是一大缺點。

此外，小型的液態鏡面望遠鏡雖然可在月球上像自動傘一樣自行張開安裝，但是大型的還是需要人來安裝，也就是說，再怎樣都得等待人類重返月球後再說，而NASA設定的目標是10年後。