2月10日—親愛的,我把金星當鏡子了

1957年,位於美國麻州的石磨山(Millstone Hill)上,立起了一座27公尺高,直徑26米的碟型天線。這是由美國空軍出資、委託麻省理工學院林肯實驗室設計建造的預警系統,萬一蘇聯發射洲際飛彈,這座高功率的雷達在數千英哩外就能掌握飛彈的軌跡。

沒想到才啟用沒多久,就在10月4日偵測到一具不明物體。結果這不是洲際飛彈,而是蘇聯不吭不響的發射了史上第一顆人造衛星——史普尼克一號(Sputnik 1)。這顆衛星每96分鐘繞行地球一圈,不知道有什麼目的,於是軍方要求林肯實驗室的操作人員將天線緊盯著它。

羅伯·普萊斯(Robert Price)與保羅·格林二世(Paul Green Jr.)兩人都是1953年獲得麻省理工學院博士學位,也一起進入林肯實驗室做研究。他們於1956年共同發明一種耙型接收器(Rake Receiver),可以將不同路徑的訊號合併,提高收訊效果。

普萊斯(Robert Price)
保羅·格林二世(Paul Green Jr.)

他們本想石磨山天線建好後,可以測試遙遠天體的訊號,怎知冒出了史普尼克一號,壞了他們的計劃。幸好1958年初,史普尼克一號脫軌,墜入大氣層,他們終於有機會用這具雷達天線了。

有一天中午他們在學校餐廳用餐時,不知誰先開啟了話題。

「你覺得這個大天線的雷達訊號能打多遠?例如,打到金星再反彈回來?」

「你說像1946年狄威特(John H. DeWitt)將訊號打到月球那樣?」

「對啊,他那時用的天線功率只有5萬瓦,我們這座可是有250萬瓦哪!」

「不過月球距離是38萬公里,金星可是在四千萬公里之外。」

這時在一旁用餐的同事金士頓(Robert Kingston)湊了過來,說他的微波放大器(MASER,也稱邁射,1953年才剛發明出來)應該可以派上用場。剛好另一位專們研究天體軌道的同事也來吃飯,他們便把他叫來一起討論,四個人就在餐巾紙上畫起雷達探測金星的系統架構。

金士頓和他打造的邁射(微波放大器)。

等到1958年2月10日,金星最靠近地球這一天,他們將雷達天線朝向金星發射電波,兩天後又試了一次。前後共五次嘗試之中,有兩次應該就是由金星反射回來的訊號。他們從訊號往返約5分鐘,估算當時金星距離地球約4,300萬到4,500萬公里。

不過普萊斯和格林第二年發表實驗結果後,卻遭到強烈懷疑,因為他們收到的訊號極其微弱,無法排除只是雜訊,而且另一個天文台並無法獲致同樣結果。

1961年3月10日,噴射推進實驗室將邁射冷卻到接近絕對零度,並改用更短的波長,才得到金星反彈的明確訊號。結果顯示無線電波往返要6分半鐘,代表火星距離地球5萬8千公里才對。

這才知道原本的天文單位(地球與太陽的平均距離)有將近十萬公里的誤差,普萊斯和格林據以推算出來的金星位置也就錯了。他們的雷達根本沒對準金星,看到的訊號的確只是雜訊而已。。

雖然如此,卻是由於普萊斯和格林率先嘗試,才開啟了用雷達遙測行星、近地小行星,天文單位也才被矯正到誤差500公里內,讓往後的太空任務得以順利進行。這也算是雖敗猶榮吧?

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