戰神5號火箭龐大的保護罩足可裝下大約8輛校車

目前計畫用戰神5號發射的最小望遠鏡也比哈勃要大許多

　　據美國宇航局網站報道，在天文學「遊戲」中，尺寸至關重要。要想獲得距地球數十億光年遠的天體清晰照片，我們便需要大口徑天文望遠鏡。隨著美宇航局新一代戰神5號火箭即將問世，天文學的「遊戲規則」或由此改變。

　　對天文研究產生重大變革

　　特倫森領導實施了多項先進的天文學概念研究。他認為，「美宇航局新型戰神5號火箭將徹底改變『遊戲規則』。」戰神5號火箭擔負著發射美宇航局新一代載人月球登陸器及月球基地所需要貨物的重任，其龐大的保護罩足可裝下大約8輛校車，火箭的動力足以將18萬公斤的重物(大約相當於16或17輛校車)送入低地軌道。另外，戰神5號火箭運載重物的質量是航天飛機載重量的6倍，運載重物的容量是航天飛機的3倍。

　　特倫森說：「想一想，這種火箭所能發射的望遠鏡將會是什麼樣子。這種望遠鏡將對天文學研究產生重大變革。」馬歇爾太空飛行中心光學工程師菲爾·斯塔西爾(Phil Stahl)舉例說明了這一點：「戰神5號可以攜帶直徑達8米的超大口徑望遠鏡，我們目前已掌握了製造這種望遠鏡的技術。由於不必將大型望遠鏡放到小型運載火箭上發射，這樣，發射的危險相對較低，同時在成本方面還存在巨大優勢。」

　　斯特西爾指出，相比之下，「哈勃」天文望遠鏡直徑只有2.4米。直徑8米的單鏡面望遠鏡(monolithic telescope)觀測物體的清晰度是「哈勃」望遠鏡的3倍。更為重要的是，在相同的觀測時間內，直徑8米的望遠鏡可以看到的天體會比「哈勃」望遠鏡暗上11倍，因為前者的光收集區域是後者的11倍。

　　戰神5號火箭甚至可以將體積更大的望遠鏡送入太空。它可以運送大型分段式望遠鏡(segmented telescope)，分段式望遠鏡有多個鏡片，這些鏡片可以折疊以利於運輸，比如「詹姆斯·韋伯」太空望遠鏡，但新型分段式望遠鏡的體積卻是「詹姆斯·韋伯」望遠鏡的三倍。

　　敏感度是哈勃近兩千倍

　　太空望遠鏡科學研究所的天文學家馬可·鮑茨曼(Marc Postman)多年來一直在設計直徑16米的分段式光學/紫外望遠鏡——ATLAST(先進技術大孔徑太空望遠鏡的縮寫形式)。如此大孔徑的望遠鏡的科學意義當然不同尋常。鮑茨曼說：「ATLAST望遠鏡的敏感度是哈勃望遠鏡的近2000倍，圖像清晰度是哈勃或詹姆斯·韋伯望遠鏡的7倍左右。它可以幫助我們揭開一個曠日持久的謎團——『地球以外的地方是否還存在生命？』」

　　ATLAST望遠鏡的超敏感度還可以大大增加天文學家對樣本大小恆星的觀測範圍，在宇宙某個角落去尋找適於生命居住的星球。鮑茨曼說：「在太空望遠鏡的幫助下，我們可以獲取繞附近恆星(距地球60至70光年遠)旋轉的地球質量行星的光譜。我們可以從這些行星的光譜信號中探測氧氣和水的痕跡。ATLAST望遠鏡還能精確確定地球附近星系中恆星的誕生日期，讓我們對星系聚集恆星的方式進行準確描述。」

　　ATLAST望遠鏡還可以探究星系和黑洞之間的聯繫。科學家知道，幾乎所有現代星系的中心都有超大質量的黑洞。鮑茨曼解釋說：「超大質量黑洞的形成和星系的形成可能存在著重要聯繫，但我們不瞭解它們這種關係的性質。是黑洞最先形成，作為種子讓星系在它們周圍生長呢，還是星系最先形成，作為恆溫箱養育了超大質量的黑洞呢？大型紫外/光學望遠鏡可以解答這個問題：如果我們的望遠鏡發現古代星系中心沒有超大質量的黑洞，這意味著星系沒有黑洞亦能存在。」

　　美國得克薩斯大學天文學家丹·萊斯特(Dan Lester)提出了建造一種直徑達16米的大型望遠鏡的想法，這種望遠鏡將用於探測遠紅外波長。萊斯特說：「遠紅外望遠鏡與斯塔西爾和鮑茨曼的光學望遠鏡截然不同，但是對它們的有力補充。在光譜的遠紅外線部分，我們一般不能看到恆星星光本身，但可以看到恆星周圍的塵埃和氣體的閃光。在恆星形成的早期階段，原恆星周圍是可見光無法穿透的一層層塵埃物質。遠紅外望遠鏡可以讓我們探測這些巨大、稠密雲團的內部。」

　　大型望遠鏡前景一片光明

　　在遠紅外線範圍內進行科學觀測尤其具有挑戰性。這些長長的波長直徑是可見光的數百倍，所以，天文學家很難獲得天體的清晰照片。萊斯特說：「大型望遠鏡是獲取高清晰紅外線波長所必需的。」同斯塔西爾和鮑茨曼的望遠鏡一樣，萊斯特的單孔徑遠紅外望遠鏡(縮寫SAFIR)有兩種型號：8米單鏡面和16米分段式。

　　萊斯特意識到，在戰神5號火箭幫助下，他可以發射一台不需要複雜折疊的8米望遠鏡，「但另一方面，如果我們不介意因折疊功能而增加複雜性和費用，同時使用戰神5號火箭來發射，那麼我們就可以發射真正大口徑望遠鏡。」除了上述望遠鏡外，戰神5號火箭還可以將直徑8米的X射線望遠鏡發射到太空。美宇航局頗負盛名的錢德拉X射線太空望遠鏡只有一面直徑為1米的鏡子，可以想像，擁有一面直徑8米鏡子的錢德拉望遠鏡會揭示一個怎樣的世界！

　　錢德拉X射線太空望遠鏡中心天文學家羅格·布裡森登(Roger Brissenden)對未來一台稱為Gen-X的8米X射線太空望遠鏡的前景激動萬分。他說：「Gen-X將是擁有超凡力量的X射線太空望遠鏡，會開闢天體物理學的新邊疆。這台望遠鏡將會去觀測宇宙大爆炸以後數千億年誕生的最早一批黑洞、恆星和星系，幫助我們確定它們怎樣隨時間演變。眼下，對年輕宇宙的研究幾乎完全停留於理論層面，但在超強敏感度的望遠鏡的幫助下，這些早期天體將顯露廬山真面目。」

　　戰神5號火箭確實會增強我們對宇宙的瞭解。特倫森說，它將擺脫科學任務質量和體積限制的枷鎖，將我們帶入深空，「觀測你做夢也想像不到的無數天文現象。這顆大型火箭將會徹底改變天文學研究。我對這一天有些迫不及待了。」