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文/Stella Huang ....

北极圈第一座次毫米波望远镜

发表时间:2020-04-09 点阅:170
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Photo by Lightscape on Unsplash

 

冬天过后,我们再次回到图勒空军基地已是2017年4月初,飞越过冰封的港口,抵达白雪覆蓋著的图勒机场。图勒是个干燥的地方,年降雪量其实不多,地上的雪绝大部分是风从冰原上吹过来的。

 

图勒的风速世界知名。1972年3月,在基地周边曾量测到每小时333公里的风速,除了龙卷风之外,这是低海拔地区最高的风速纪录。这项纪录是在风速计被吹掉之前,仪器所记录的最后数字。如果风速计没有坏的话,纪录一定会更高。这种格陵兰特有的现象,叫做「katabatic winds」,也就是「下沉风」。

 

有次秋天,我就是因为碰到强风,被关在基地宿舍一整天,状况比台湾的台风天更为严重,吹的不是雨而是大雪,而且气温低于零下三十度。

 

剪不断、理还乱

 

冬季的强风并没有吹垮望远镜的主体和我们的货柜屋,工地除了披上一层白雪外,一切都跟我们离开的时候一样。现在虽然每日几乎都是白天,但我们还没打算开始户外的工作,毕竟气温还是太冷。厂棚经过一个冬天,温度维持在摄氏零下二十度左右,刚好适合我们组装碟面反射板,这也是今年图勒开工的第一项工作。

 

这264块精密加工过的铝质反射板,是阿尔玛原型机使用的原始部件,每块都依照在主碟面上的位置加工,当264块面板依序组合,会形成直径12公尺的抛物面镜。

 

刚组成的抛物面镜不会太平顺,必须经过特殊的调校后,才会趋近完美。面板跟面板相接的隙缝,对于接受讯号会产生少许的影响。由于电波讯号的波长比可见光长了许多,因此我们可以忽略这些影响。

 

我们先前已经在每块反射板的后面加上一片加热片,现在的工作是将防结冰的反射板装上主镜结构体,最琐碎的是整理那两百多组连结加热片的电线。由于这些电线会暴露在环境温度下,所以必须使用特别耐低温的材料,不仅比一般的材料昂贵,还特别的硬挺。要将它们弯曲、固定位置,按照预计的路径,穿过主镜结构体里面错综复杂的空间,处理起来特别的麻烦。

 

恶风惊魂

 

反射板的组装工作持续了三周,结束后飞利浦带来一位法国测量师,专门量测与校正反射板的位置。他用一台雷射测距经纬仪量测每一块反射板,然后非常细腻的调校,足足耗时一个月。

 

接下来就是今年的重头戏:结合望远镜,我们要把调校好的主碟面安置在望远镜主体上面。但放置主碟面之前,必须先安装两侧的保温机房和它们的支撑结构,不然偌大的主碟面会阻碍机房的吊挂作业。

 

2017年7月初,在台湾设计与制造的两个保温防寒工作机房,还有一套全新的机房支撑结构,随图勒运补船来到基地,将在图勒和望远镜主体整合。我们先安装支撑结构,有了之前在台中「祕密厂房」的演练,现场作业相当顺利。

 

工作机房有几十公吨重,在结合时必须使用大型的吊车,不但要有细心的吊车操作人员,现场还需要有经验的整合工程师。而在召集这些人员之前,必须确保物件之间的锁定结构吻合一致。虽然我们已经再三验证工程设计,但本次是这些物件的首次整合,在真正锁定之前,每个工程师都还是满紧张的。

 

图勒空军基地里只有一台吊车,在夏天这个户外工作的旺季里,基地中有时会出现几个工程同时需要吊车支援的情形,那时就需要提姆去跟丹麦人「乔」时段,结果我们被安排在星期四,我们特地查了一下天气预报,那天的天气不错,没有强风预报。

 

星期四一大早,天气还算晴朗,但是看着旗杆上的美国国旗不时随风飘动,总让我们几个人觉得心里毛毛的。一等到吊车出现,我们立即开始吊挂工作机房,不料组装作业进行到一半的时候,突然从冰原方向刮来一阵恶风。顿时尘土飞扬,把我们的铁梯锁链、钉锤栈板吹得东倒西歪。有几个同仁还得跑去捡回一路往机场跑道滚过去的垃圾杂物,避免飞机起降发生危险。

 

提姆赶过来通知大家,无线电传来强风警报,接下来会有更强的风,要我们先行避难,我们的安装作业因此停顿了几个小时。幸运的是,这阵恶风并没有延续太久。等风一停,我们回到现场,有惊无险的完成安装工作,让人松了一口气。

 

望远镜组装完成

 

7月24号星期一,节气刚刚进入大暑,是一年中最热的时刻,图勒早晨的温度是摄氏四度。天气晴朗无风,这是个好预兆。

 

我们先把主碟面从厂棚拖出,这时一台墨绿色的大吊车已在外头准备。为了这个场合,乔治和刘庆堂一同设计、制造了一组十字型的黄色大吊具,它不仅能分散主碟面的重量,而且能让主碟面能够保持水平。

 

利用这组吊具,吊车将主碟面移放到一台低平板的红色卡车,再由卡车以步行的速度,开过图勒机场跑道,抵达望远镜工地现场。

 

这个时候,墨绿大吊车已经移动到现场待命。等一切准备妥当,乔治站在一台升降机上指挥全局,只见吊车先拉起黄色十字吊具,搭上主碟面,缓缓的将主碟面拉上天际。我们几个在地面上的工作人员,拉着几条绑在主碟面上的缆绳,帮忙稳定主碟面在半空中的位置,再配合吊车的动作,缓慢而稳定的将主碟面移到望远镜主体的正上方。飞利浦、刘庆堂带着几个人,分别在接收机机房的里面与外侧,以目视方式判断主碟面是否到达安装位置。

 

早上刚过十点,空气稳定,几乎感觉不到任何气流;气氛紧张,大伙儿几近停止呼吸。当一切细节达到定位,「三、二、一、下!」主碟面稳稳的连接望远镜上端的定位鞘,周围的工作人员马上锁定连结碟面的介面,仿佛完成了一场太空梭搭接上太空站的过程。

 

当晚,我们邀集了所有的工作人员,还有帮忙过我们的丹麦人、基地军官、德国厂商,一同在宿舍开披萨庆功宴。

 

这一天确实值得庆祝,因为我们设置了北极圈内的第一座次毫米波望远镜。格陵兰望远镜自2012年,从新墨西哥干燥炎热的沙漠环境,拆解运送至全世界各地加工、改造、整理,历时五年,由原本的阿尔玛望远镜原型机,改头换面成为适应北极气候的格陵兰望远镜,第一次重新组装呈现在世人面前。这件原本被认为接近狂妄、做梦式的提案,终于变成一件看得见、摸得到的实物。 

 

§ 本文摘自《黑洞捕手》第11章 最后冲刺

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