Photo from ALMA website, ETtoday
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描述:
這裡沒有張惠妹的歌「站在高崗上」提到的綠波海茫茫,在這裡只有黃土茫茫,而且缺氧。
由天文所主導之為阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(簡稱”ALMA”)研發的「第一頻段接收機」於2016年被採用,並已於2021年開始接受訊號,聽聽科學家如何努力的刻服惡劣環境,堅持至今。努力工作時,又看到了哪些有趣的動物呢?且聽分曉。
背景音樂由 audionautix.com 提供
last update: 2022/4/14
Transcript:
聽眾朋友您好,您現在收聽的是天文博客節目,本節目由中研院天文所推廣小組獨家製作播出。本次邀請天文所研究技師黃耀德先生,聊一下位於智利阿塔卡瑪沙漠工作的情況,黃技師請。
電波天文基本上,毫米波與次毫米波的電波觀測的天線,我們通常都需要在水氣比較小,位置比較高的地方,主要是這樣做是毫米波比較不會受到大氣的干擾,毫米波也不會受到水氣的吸收,讓我們的天線接收到。自然而然,我們會去找位置比較高、比較乾燥、比較適合天文觀測的地方。
像這種地方通常都不適合人居住,我們北半球實際上已經開發很多,像夏威夷的高山、歐洲一些比較高的地點、還有美國。在南美洲比較有名的地方,除了南極洲之外,就是在安地斯山脈上,位於智利的阿塔卡瑪沙漠。那個地方實際上是一個五千公尺到六千公尺的一個高原沙漠,所謂的高原沙漠就是一個很乾燥、水氣很少,很適合做天文觀測的一個地方。
要在那個地方蓋天線,基本上比較辛苦的在於任何的水、電、什麼都沒有,變成說人自己要建構一個適合人居住,同時又可以架設天線的地方。那我們找的地方在靠近一個叫做San Pedro de Atacama 這個高原沙漠附近的綠洲,再開車40分鐘的地方。
因為五千公尺的高山,人不可能一直在那邊居住,所以我們在比較下面的地方,大約兩千九百公尺做一個中繼的運轉站,人跟一些資源都在那個地方,發電廠也是蓋在那個地方。
在高原沙漠基本上對於我們這種北半球的人來說,實際在就有很多種不同的生物和景象。在阿塔卡瑪沙漠,它附近大概大大小小有接近十座休眠火山或是活火山,甚至最靠近 ALMA 一個火山,在2002年還爆發過。那也有一些休眠火山可以看到山頂就會有類似一圈的雲氣在周圍。在那邊的生活,我們在北半球都看不到,一種在南半球生活的一種生物,叫做鼠兔。這是一種鼠兔科的一種生物,長得像老鼠又像兔子,耳朵很大很長,看起來你覺得它像兔子,實際上是鼠兔。還能看到羊駝,還有大概20公尺高的仙人掌。像這些生物在夏天就會在高原沙漠出沒。
高原沙漠的氣候就會很極端,白天會很熱,我們在兩千九百公尺的中繼站當初住的地方,一開始是類似於貨櫃改裝的臨時宿舍,白天太陽曬下來裡面真的蠻熱的,而在晚上其實很冷,溫度大概接近零度左右,所以它早晚溫差會非常的大,白天太陽一照下來,裡面就三十、四十度,在外面也有三十幾度,會非常的熱,這種日夜溫很大的地方,人在那邊工作跟設計、運作設備,如何克服這種環境,都是一種挑戰。
再來就是高原沙漠那種地方很乾燥,濕度基本上不到百分之五,所以我們在熱帶環境生活的人,就會很習慣每天洗澡。如果像在台灣生活那樣,皮膚就會乾裂,所以清潔跟保濕就變得很重要。
還有另外一個很大的問題,就是高原沙漠在晚上睡覺時,要給足足夠的濕度,不然很容易太過乾燥而流鼻血,或者鼻子會很不舒服。
天文台實際上在五千公尺的地方,人在五千公尺的地方,壓力跟氧氣都很低,不太適合人在那邊工作,所以我們的規定是人必須在兩千九百公尺的地方,先生活一週到兩週,才能上到五千公尺。甚至會建議在五千公尺的地方,揹著氧氣筒,定時補充少量的氧氣,人在不會因為缺氧,而整個思考、整個行動變得遲緩。
在那麼高的地方,因為沒有水氣的影響,所以可以看到非常漂亮的銀河,這是在台灣這種有光害的地方,在都市裡不可能看到的。
在那個地方地理環境那麼的得天獨厚,能夠讓我們在那個地方蓋天文台,ALMA是目前地表上最大的一個天線陣列,是由66座12米的天線去架構而成,這66座的分布可以達最大10公里的直徑範圍裡,這樣的天線實際上給我們天文學家得到一個相當好的觀測的解析度,對於中研院、對於我們來講,都是一個很難得的經驗。
幾個問題請教一下,
問:兩千九百公尺的中繼站開車到五千公尺大概要開多久?
答:大約40分鐘。
問:這樣拉上去很快…
答:那個地方有速度限制,距離大約16公里,我們有開了一條自己的道路上去,那個道路不是鋪柏油路,而是類似那種壓平的土路,為了讓整個大車能夠開上去,所以道路的寬度將近六米到八米寬。我們開上去都有速度限制,實際上每小時要爬2~3公里的高度,其實整個坡度算滿抖的,所以就會限制在那邊你不能夠超速。一開始,這計畫在架設的時候,也出了滿多車禍的,大部份是因為超速,再加上它不是鋪了柏油路,道路的品質不是那麼好,速度太快的情況之下,你遇到一些例如動物橫越馬路、或者路上發現有個坑洞,有時候會來不及做反應。
問:像大陸的青藏高原、青藏鐵路差不多只有3500公尺左右,那你在5000公尺上,有遇過高原反應嗎?
答:其實很多人到2900公尺就開始會有高原反應,那5000公尺當然免不了,這就是現在ALMA、智利政府在規定在4000公尺以上工作,會有很多安全的要求,主要就是要避免人在上面有一些高原反應。有時候有高原反應,人要下車下來,然後再做一些處理,距離又那麼遠,有時候會有時機上的問題,所以要盡量做一些避免人員在上面會有高原反應現象,但是難免,那我們在5000公尺觀測站那邊裡面有一個室內環境,實際上可以氧氣加壓。所以當你不舒服時,可以先去那個房間去做一些氧氣加壓,先舒緩你的症狀,然後再看狀況,再下車到比較安全的地方。
問:最後一個問題,我們有看新聞說,最近天文所做的Band 1在ALMA上已經可以收到訊號了,而且這個計畫已經歷時十幾年,是怎麼樣的毅力,讓我們可以這樣堅持下去?
答:實際上就是天文所在天文設備發展、天文儀器發展的一個里程碑,因為我們所開發的儀器跟設備都是外面買不到的,都是一些尖端科技的發展,所以因為這樣的狀況之下,很多關鍵技術跟關鍵元件開發時程都會變得非常長。那在這些年的努力之下,終於我們能夠把我們開發的設備跟儀器放到ALMA上面,代表我們過去所努力的過程,是一個很大的成就,這對於我們在發展下一個世代的天文儀器的動力來講,就會有一個很大的助力,我們會覺得說,在經過十幾年的努力,我們能夠達到這樣一個成就,那再下一個十年、十五年,我們也能夠達到下一個目標。