星空50講：帶你探索宇宙

01 神祕的夜空
望著夜空，暫時抽離了塵世喧囂，世界孤遠而靜謐。想像掛念的人或許也在遠方看著同樣星空，是否也思念我；另方面不解天地如何春去秋來，日夜輪替。
自古以來，人類對天上的日、月、星辰與地上萬物有何關連，感到好奇。當生活需要答案，命運卻無法預測，人們期待權威者，因此猜想神祕的天體主宰了人世因果。
如果沒有光害影響，夜空最讓人注意的多半是「銀河」，它呈帶狀橫跨天際，拉丁文稱為via lactea，直譯就是英文的 Milky Way，形容有如奶汁流灑天際。仔細觀看，銀河除了眾多明暗不一的星星，另外還有暗黑的區塊，現在知道太陽跟超過千億顆恆星構成「銀河系」，是個龐大的星球系統。宇宙中還有數不盡像這樣的「星系」。
銀河系形狀有如兩個菜盤對扣，中央突起，其餘呈現扁平狀。由於太陽就在扁平的「銀盤」當中，所以從地球看出去，我們看到的銀盤成帶狀分布，當中充滿恆星以及星際暗雲，尤其往銀河系中心的方向看去星星特別多。地球繞著太陽轉，自轉軸的南極保持偏向銀心，這使得南半球比較容易看到燦爛的銀河。
現在很多天文台進行遠距操控，甚至於全自動排程。但偶爾仍有機會前往世界各地觀測，我得以親臨現場感受龐大望遠鏡的低頻驅動，以及充斥音樂、電腦螢幕與零食的控制室，啊，還有還有，走出戶外仰望那壓得喘不過氣來的夜空，星星亮到好似可以如太陽般充電，而最療癒的莫過於銀河了。平常教書、研究，面對數據、論文、學生、同事，這時候緩緩吐氣，心中浮起：「啊，這就是為什麼了！」

09 太空採礦
地質成分並非均勻分布，形成了礦區。世界最深的礦坑深度不過四公里，多為金礦、鈾礦等，因為周圍壓縮的力量極大，再深就挖不下去了。煤礦甚至只有百公尺深，就已經很危險，迭有坍塌災害。一方面有些民生與工業用元素，尤其稀土，可能數十年內用罄，必須另尋來源；另方面也不能繼續讓自家地球千瘡百孔，於是腦筋動到了太空。
數字必須有單位，還有誤差，才有意義。另外數字有比較，才有意思。幾公里礦坑的概念，不妨跟地球直徑約1萬3000公里相比（好吧，赤道方向比兩極稍微長些），而地球最高峰8,848公尺，也就是不到9公里（好吧，這高度是從海平面算起，而夏威夷安放了多座大型天文台的Maunakea，中文稱為白山，從海床隆起算起超過10公里，但海拔只有4公里多一點）。世界最深的馬里亞納海溝在西太平洋，最深約11公里。換句話說，這些地表的高低（高山、深海、礦坑）根本凹凸不明顯，從太空看，地「球」還是曲線平滑。
地球形成之初，持續受大量小行星轟擊而處於熔融態，鐵、鎳等重元素沉入中央。地表的礦物，除了少數由地球內部冒出來，絕大多數來自過去幾十億年來小行星撞擊所帶來。小天體沒有經過分化，礦物含量豐富，因此規劃前往小行星或彗星開採似乎順理成章。畢竟人類歷史無論是駱駝商旅，或是船隊出航，早有向外開拓資源，只不過今日是用太空船。
太空飛行極具挑戰。厲害的100公尺短跑選手，時速差不多40公里（騎車這個速度就沒有很厲害），大隊接力偶爾也掉棒子。兩架飛機以各自數百公里的時速穩定飛行，維持比走路還慢的相對速率，可以完成空中加油。子彈速率差不多1秒鐘1公里。天體運動快得多：地球繞太陽1秒30公里，相當於時速10萬公里，因為太空沒有阻力，我們絲毫沒有感覺。小行星與彗星的速度依照軌道與位置而異，有可能動得更快。這幾年登陸小行星、彗星的任務，甚至取樣後又飛回地球，真是讓人嘆為觀止。圖示是名為Bennu的小行星，直徑490公尺，預期開鑿鐵礦，目前太空船正接近試圖取樣。
太空採礦的困難，主要在於經費昂貴，另外還有如何開挖，以及確定哪些小行星有哪些礦產。跟地球採礦不一樣的是，可以把不到1公里的「小」小行星抓來放入月球軌道，就近取材。與登陸月球或火星不同，這樣的太空探測有龐大商業利益。你問，怎麼糟蹋完了地球，又跑去染指其他天體，國際沒有規範嗎？誰說可以的？
我的回答是，人家已經在做了。我們可以討論後，決定不做，但不能不做也不討論。