0

0
0

文字

分享

0
0
0

執行太空任務囉!那是種怎樣的生活呢?——《俯視藍色星球》上

PanSci_96
・2019/07/15 ・3383字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 468 ・五年級

那純白的銀色世界啊

白雪覆蓋的科德角和麻州東部。圖/大石出版提供

現在我想到地球的時候,想的都是顏色。

這種看東西的方式和我們一般在地球上很不一樣。2010 年 2 月,我的第一次太空飛行因為軌道路線的關係,整個任務期間我們都是白天飛在歐洲和亞洲上空,晚上在北美洲上空。

在第一次視野清晰的白天飛越(daylight pass)期間,我只見到一種顏色徹底凌駕所有顏色之上:白色。歐洲、俄羅斯、西伯利亞──都蓋上了一層白,尤其是冬天的時候。

這樣的白不是只出現在歐亞大陸的某一個角落,或是某個特定區域,而是從一邊的地平線開始,連綿不絕地一直延續下去,彷彿包住了半個地球。

從太空中看到的加拿大,儘管已入春許久,從東岸到西岸都還是白茫茫的一片,但從上方看到的結冰形態十分迷人,往往和雲難以區分。圖/大石出版提供

從西邊的歐洲平原到東邊的堪察加半島,這是多麼大的一片土地啊,上面居然可以有這麼多的雪,連續幾千公里都是白的。我透過奮進號的窗戶,望著浩瀚無邊的色彩,才意識到在太空中我可以從一個多麼不同的角度來看國家。地球上的雪當然並不是都下在俄羅斯。2014 年 11 月,進入太空的幾天後,我們在一次白天飛越中剛好通過加拿大正上方,當時已經是一片白茫茫。

從那天第一次看見加拿大起,一直到後續幾天的觀察,有一件事是非常清楚的:加拿大從太平洋岸到大西洋岸這幾千公里都蓋滿了白雪,這個景象會一直持續到入春以後。除了雪原之外,還有令人驚豔的冰紋。

我看到加拿大東部和哈德遜灣時,根本無法分辨哪裡是陸地,哪裡是結冰的水域。聖勞倫斯河看起來很奇怪,它的冰紋像雲一樣呈漩渦狀,也像一幅現代油畫作品。加拿大的雪原一直往南延伸到我的家鄉美國。

迷人的冰雪景觀

2015 年住在美國東岸的人都知道,那年冬天下了非常多的雪。不過美國和加拿大或俄羅斯這些非常寒冷的地區不一樣,美國的雪似乎總是有邊界的──你一定可以找到雪在哪裡結束,不是在亞利桑納州或新墨西哥州的沙漠(這裡是洛磯山脈的終點),就是在美國南方,紐約州和賓州的雪到了馬里蘭州和維吉尼亞州就會消失,變成較溫暖的森林。

不過最迷人而壯麗的冰雪景觀之一,是南美洲巴塔哥尼亞的冰川。這些深藍色高山湖被冰原圍繞,四周盡是雪與冰川形成的驚人紋路。在我想要造訪的新景點口袋名單中,巴塔哥尼亞冰原是第一名!

那些在太空中度過的節慶

我在太空中慶祝過幾乎每一個節日:感恩節、耶誕節、新年、復活節,當然還有棒球的開幕式,以及美式足球超級盃。每個組員也都有生日會,我們還會慶祝國際婦女節(3月8日)和國際勞動節(5月1日)。在太空中多的是舉行派對的理由。

2014 年耶誕節,我戴著耶誕帽、拿著家人的照片留影。在第 42/43 號遠征期間,我們在太空中幾乎慶祝過每一個節日。圖/大石出版提供

2014 年秋天,我在感恩節前幾天抵達太空,這裡的節日氣氛當然和地球上很不一樣。作為一名軍方飛行員,我曾經派駐過世界各地,在韓國,中東和德國都曾經度過耶誕節和感恩節,所以不在家過節早就不是第一次了。但對我來說,確保在太空中也能慶祝這些特別的日子是很重要的。

我只有三天的準備時間,而且還在適應無重力狀態,所以準備工作得盡量簡單。我去食物儲藏室找關鍵食材,先抓了幾包火雞肉,然後去找配菜。到了感恩節那一天,我已經備妥了一整個夾鍊袋的傳統感恩節食物要和組員分享,尤其是我們的俄羅斯太空人,因為他們不熟悉美國人過節會吃什麼東西。

我們有輻射照射火雞肉、復水玉米麵包餡、玉米、糖漬山藥、馬鈴薯泥、各式各樣的茶和咖啡、還有藍莓櫻桃水果派。雖然我們沒有一整天都聞到火雞的香味,沒有每年都在感恩節舉行的達拉斯牛仔隊對決底特律雄獅隊的美式足球賽可以看,也沒有可以留到下個星期的剩菜,但我們能吃到這頓大餐確實要感謝很多人哪!

時間似乎過得和我們的飛行速度一樣快,轉眼就到了和第 42 號遠征的隊友一起在軌道上慶祝耶誕節的時候了,雖然我們的家人都在地球上。任務控制中心特別在耶誕節前夕為我們安排了自由時間,也給我們準備了一些特別的驚喜。

中國新疆是個多山、多沙漠的偏遠地區。從太空往下看,幾乎每一個大陸都有類似這樣的山脈。圖/大石出版提供

我們在日本任務控制中心「太空站綜合推廣中心」(SSIPC)註1 的同事,為我們製作了一部短片,大約 25 名飛行控制員穿著耶誕帽、貼上耶誕老人的鬍鬚,用日語一邊跳舞一邊唱〈鈴兒響叮噹〉。組員都愛死了!不過我生日那天獲得的特別待遇幾乎和這個一樣棒,當時任務已經進行了一個星期,我們超酷的座艙通訊員(CAPCOM)註2雷斯利.林果(Leslie Ringo)特別找人裝扮成瑪麗蓮.夢露,在任務控制中心唱她那首著名的〈生日快樂,總統先生〉給我聽。

說驚喜實在不足以形容我當時的心情。而且那一整天所有控制中心(休士頓、莫斯科、日本、慕尼黑、亨茨維爾)都叫我「總統先生」,感覺很爽。可惜第二天我就被降回到「飛行工程師」的頭銜,讓我稍微體會到即將卸任的總統在接班人就職典禮上的心情。不過生日那天實在很有趣,更何況要在太空中待 200 天,有好玩的當然要儘量把握了!

太空中,食物成為任務的亮點

感恩節大餐之後,我理解到食物對我每天的飛行有多重要,不只在節日的時候。休士頓的詹森太空中心的食品實驗室要面對的挑戰,就是如何讓太空人健康快樂。我們所有的食物都要在好幾個月前就製作包裝完成,所以能帶上太空的食物種類非常有限。例如我們不吃麵包,因為保存期限不夠久,而是用墨西哥玉米餅代替麵包──有的太空人每一餐都配玉米餅吃。

我們還有幾種不同類型的食物,有「包裝食品」,如袋裝鮪魚、牛肉乾,或是 M&M 巧克力;也有脫水食品,很多人認為的太空食品就是這一類,這是把肉類或蔬菜經過加工除去所有水分,然後真空密封在塑膠袋中。要吃的時候把這些袋子放進一臺機器,機器會把冷水或熱水灌進去,把它壓一壓搖一搖,等個十分鐘,一頓塑膠袋餐就完成了!我們還有用綠色金屬袋裝的即食菜,類似軍隊吃的口糧。

俄羅斯太空人伊蓮娜.瑟若瓦(戴鹿角者)與安東.謝克佩雷洛夫。俄國東正教的耶誕節是在12月25日之後的幾個星期,我們透過影片觀賞一群東正教神父在莫斯科太空控制中心唱耶誕歌曲,幫我們過節。圖/大石出版提供

各式各樣的肉類、蔬菜和甜點都是這種形式的包裝,用食物加熱器──和公事包差不多大的加熱板──加熱一下就行了,非常適合我這種人。我不想讓太空愛好者失望,不過我們的食物裡面沒有「太空人冰淇淋」這種東西,就是在世界各地博物館都可以找到的冷凍乾燥拿破崙派。我自己是很喜歡,但是我從來沒有在國際太空站上看到過。

在太空中,異國食物是我們的救星。上太空半年後,再美味的食物也會讓人吃膩,這時食物的變化就是提升士氣最重要的助力之一。我選了歐洲和俄羅斯風味的食物作為獎勵食品,這對於我在整個任務期間的幹勁有很大的幫助。

我最喜歡的歐洲食物是魚,我們的美國貨櫃裡沒有這玩意兒;他們還有一種很有趣的提拉米蘇。俄羅斯的食物很讚,特別是他們的馬鈴薯泥和魚,當然還有我最喜歡的湯,羅宋湯。在太空中「吃」這件事變成我任務中的亮點,我在太空絕對吃得比我在地球上自己做飯的時候好。

比食物本身更重要的是大家一起吃飯那段時間。我們的主餐桌位於太空站的俄羅斯艙段,我發現來到這裡,花點時間和大夥兒聊聊今天過得怎麼樣,想想回到地球時打算做些什麼事,是讓我們日子過得下去的關鍵,也讓太空任務成為這麼美好的經驗。

註解:

  1. SSIPC
    日本任務控制中心位於筑波市,在東京北方約一個半小時車程。我去過那邊幾趟接受飛行前的訓練,在實驗進行期間,或在太空站的日本區域做維修工作時,每天都會和他們通話。
  2. CAPCOM
    任務控制中心裡代表飛行主任和組員溝通的人。飛行主任負責指揮飛行控制小組,對任務的執行下達關鍵決定。

本文接續下一篇:從太空往下看!我們生活的地球究竟長怎樣呢?——《俯視藍色星球》中

——本文摘自《俯視藍色星球:一位 NASA 太空人的 400 公里高空攝影紀實》,2019 年 4 月,大石國際文化出版

文章難易度
PanSci_96
954 篇文章 ・ 226 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。


0

0
0

文字

分享

0
0
0

推開地獄之門?冰島開挖全球首座「火山岩漿井」,開啟地球科學新篇章!

安比西林_96
・2021/10/20 ・2720字 ・閱讀時間約 5 分鐘

水井、石油井和天然氣井大家都知道,但你有聽過「岩漿井」嗎?最近,冰島著手開挖全球第一座「火山岩漿井」。這似乎是一個瘋狂的主意,滾燙的岩漿可高達攝氏上千度,還可能伴隨著可怕的火山災害。不過這個前所未有的大膽計劃,不僅具備新興可再生能源的巨大潛能,更有望開啓地球科學的新篇章!

冰與火之地——冰島,100% 依靠可再生能源的國家

落在北極圈邊緣的冰島(Iceland),擁有壯闊冰川與絢麗極光,同時也是地球上火山活動最頻繁的地區之一,可謂名副其實的「冰與火的國度」。這座大約 1500 萬年前才因火山活動形成的年輕島嶼,因位在大西洋中洋脊[註1]之上,受到歐亞大陸板塊與北美洲板塊往各自方向的拉扯,而有著 32 個活躍的火山系統,且平均每 4 年就會發生噴發。

圖/wikimedia

除了令人屏息的天然極地美景,冰島更是全球綠能國家中的模範生。得天獨厚的地理條件,讓冰島超過 99% 的電力都是依靠可再生能源,其中 73% 的電力源自水力發電,另 26.8% 則來自地熱能。在可再生能源,尤其是地熱能的開發應用技術上領先世界的冰島,在地發電厰不單是觀光旅游的賣點之一,更吸引了不少國外的投資入駐,以降低企業的碳足跡。

延伸閲讀:利用地球的熱情發電吧:深層地熱發電

通往「地獄」之門,也是推開科學新研究的大門

地熱能開發技術純熟的冰島,在 2009 年的一次鑽探中,卻遇到了意想不到的變故:原本想開挖深達 4500 公尺下的熱水,沒想到卻在 2100 公尺處挖到了一個岩漿庫[註2]!這此的開挖位於冰島北部的 Krafla 火山口附近,一個較小火山口 Víti (冰島語中正是「地獄」之意)邊上。

大量的蒸汽與玻璃從鑽孔中噴湧而出,在鑽探套管報廢之前,還觀測到破紀錄的 900°C 高溫。原先的計劃被迫喊停,但科學家卻從中看到進行地科研究的大好機會。

2009 年時,原先要鑽探地熱井的冰島團隊,卻意外挖到了一口岩漿井。圖/science.org

這起事故,促成了克拉夫拉岩漿試驗臺( Krafla Magma Testbed,簡稱 KMT)研究計劃的誕生。時隔多年籌備,這個備受矚目與期待的計劃,在國際大陸科學鑽探計劃(International Continental Scientific Drilling Program)與多個科研機構的支持資助下,終於於今年展開。這一次,科學家們帶著更堅實的鑽探工具,與明確的鑽研目標,要來敲開通往「地獄」的大門。

「我們曾去過火星,也到過金星,但我們從未觀測過地表下的岩漿。」意大利國家地理物理與火山學的研究主任 Paolo Papale 如是説道。

過去火山學家一直缺乏直接觀測地底岩漿的機會,只能仰賴地震儀、GPS 感測系統和雷達衛星,來推測岩漿的運動。儘管他們可以調查噴發到地表的熔岩,但這些已固化的樣本,早已失去大部分原本所含有的氣體。這些氣體是驅動火山噴發,影響岩漿原始溫度、壓力與成分的關鍵。

自 2009 年與這口岩漿井打交道以來,科學家確認它的脾氣相當溫和,並無噴發的太大風險,加上位處偏僻無人居住之地,因此非常適合進行研究。未來若從 KMT 取得新鮮熱辣的岩漿樣本,將可用來驗證過去科學家對於岩漿的認知是否屬實。

地底下的岩漿,揭開大陸形成的秘密

地球大部分海床,都是由玄武質熔岩[註3]構成,冰島也不例外 。然而組成大陸地殼的花崗岩,卻是由另一種更粘稠、富有二氧化矽的流紋質岩漿而來,而 KMT 岩漿井底下的就是流紋質岩漿。

為什麽構成海床與大陸地殼的熔岩種類有所差異?科學家相信,探究以玄武岩為主要構成的冰島上的流紋質岩漿樣本,將揭秘這個地質科學中很基本,卻未解決的問題。

要長期監測岩漿井的溫度、氣壓、化學成分等參數,實實在在地挑戰人類科技的極限,因為靠近岩漿處的溫度可是超過攝氏一千度。鑽探團隊正測試各種能耐高溫及膨脹的器械,而科學家也在研發各種可抵抗高溫高壓的新型偵測器。

這些研究成果不僅能用於地球科學,有朝一日更可能造福太空探索,如被運用在登陸太陽系中環境最惡劣的金星上。

水手 10 號拍攝的金星,由可見光與紫外光影像疊合而成,可見其表面被一層厚厚的硫酸雲遮蓋。圖/維基百科

一口岩漿井,將成為世界重要的火山學中心

KMT 引領科技的創新,也為冰島的地熱能產業帶來突破的機會。越靠近熾熱的岩漿,利用地熱能發電的效率便會增倍,這麽一來便可減少為了滿足能源需求而開挖的地熱井數量,降低對周圍環境造成的衝擊。光是在 2009 年意外挖掘的這一口岩漿井,就具備可以供應一整個小鎮電力的潛能。

開挖岩漿井時,需要注入大量的水來冷卻與潤滑鑽頭,這個對火山系統進行擾動的過程,也提供科學家一個瞭解火山運動的絕佳觀測機會。進行鑽探後,地震波速度發生的改變,也可透露岩漿流動的範圍。透過探究這些細微的火山運動變化,科學家能更好預測火山的噴發,讓我們能建立更整全的火山預警系統。

「十年後,這裏將可能成為火山學的中心。」冰島地熱研究中心科學主管 Ottó Elíasson 這麽認為。觀察地底下流動的岩漿,就像在瞭解地球的脈動,可以告訴人類更多關於這顆星球的故事,更能帶領我們走向更多科學新的可能性。

註釋

  1. 大西洋中洋脊(Mid – Atlantic Ridge,又稱中大西洋帶),是橫跨大西洋及北冰洋、大部分地區位於海底的山脈。
  2. 岩漿庫(Magma chamber,又稱岩漿房),是地球表面下一至十公里處由熔岩和火山灰氣體形成聚集之處。由於其內的岩漿密度比周圍的母岩來得低,因此會產生使岩漿往上移動的浮力。如果出現可讓岩漿通往地表的管道,便會造成火山噴發。
  3. 玄武岩(basalt),由基性岩漿噴發凝結而成,主要成分是矽鋁酸鈉或矽鋁酸鈣,是一種細粒緻密的黑色火成岩。玄武岩質熔漿被認為源自地球的上部地函。

延伸閱讀

參考資料

  1. Forget oil or water. In Iceland, well diggers seek to tap a volcano’s magma
  2. VisitIceland – Geography of Iceland
  3. VisitIceland – Renewable energy
  4. Magma chamber
  5. Krafla Magma Testbed
  6. Rhyolite
  7. Basalt

安比西林_96
1 篇文章 ・ 3 位粉絲
本職為生態環境領域的可撥煙酒生。 不定時掉落科普文章。 大家一起嗑科科(❍ᴥ❍ʋ)
網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策