https://www.cna.com.tw/news/firstnews/202201100187.aspx
韋伯太空望遠鏡關鍵光學技術 台灣工程師研究奠基礎
2022/1/10 15:57（1/10 17:03 更新）

（中央社記者周世惠舊金山10日專電）去年耶誕節成功升空的韋伯太空望遠鏡，規模與複雜度堪稱史上最大，其中還乘載了一位台灣工程師莊文献的貢獻，16年前他的研究成果為一項關鍵光學技術奠下基礎。

「身為工程師和技術專家，我樂見我的研發被應用在現實世界，為學術研究與人類的未來帶來好處」。工程師莊文献在俄勒岡州波特蘭（Portland）接受中央社記者專訪表示，「韋伯太空望遠鏡」（James Webb Space Telescope）將讓人類對宇宙中的星系、星團和大結構起源有更進一步的理解。

韋伯太空望遠鏡於2021年12月25日在法屬圭亞那發射升空，預計本月底將到達距離地球160萬公里的拉格朗日點（Lagrange point），今年夏天可傳回第一張照片。

「微電子系統」（MEMS）和「微快門陣列」（microshutter array）等非專業人士聽來陌生的名詞與技術，正是莊文献20年前在馬里蘭大學（University of Maryland）攻讀電機博士時，與美國太空總署（NASA）合作，為韋伯太空望遠鏡紅外線光譜儀（NIRSpec）鋪下了基礎。馬里蘭大學日前特別表彰校友莊文献的貢獻。

時間拉回到2001年，兩個獎學金及參與NASA的研究機會，讓成大電機系畢業、史丹佛大學碩士生莊文献起心動念前往馬里蘭大學，成為甫任教第二年的年輕學者戈西（Reza Ghodssi）門下第一位博士生。

美國各大學有不同的地利優勢。地處加州矽谷的史丹佛大學，有許多和工業界合作的企劃案；鄰近白宮的馬里蘭大學，周邊有重要的政府機構和軍方實驗室。

莊文献當時參與研究合作案的美國太空總署哥達德太空中心（NASA Goddard Space Center），距離馬里蘭大學校本部約只有15分鐘車程，哥達德的研究人員當時正在催生哈伯望遠鏡的下一代「韋伯太空望遠鏡」。
世界最強大的太空望遠鏡「韋伯太空望遠鏡」8日張開最後一片黃金鏡片。（圖取自twitter.com/NASAWebb）

莊文献對記者解釋，哈伯望遠鏡繞著地球轉，雖然成本高、仍可以被維修；韋伯太空望遠鏡為了觀測更遙遠的星系，必須遠離太陽與地球的輻射線並發射到距離地球更遠處，其挑戰是必須能發揮至少20年壽命、且不能維修。

在博士研究生涯的第一年，莊文献受惠於大學實驗室裡一位德國科學家費提格 （Rainer Fettig） 的引領，之後他利用半導體的製程，獨立研發微電子系統設備，並在實驗室模擬外太空攝氏零下236度、超低溫環境進行測試。長達4年的時間，他與哥達德太空中心團隊密切合作、定期進NASA報告。

2005年，莊文献完成第一個能在太空運作的微快門陣列元件，與其在外太空環境運作的可靠性分析。那不只是把太空望遠鏡放在大冰庫運作的概念而已，且要確認所有元件在預定的壽命內，都能在外太空環境如實運作。

當太空望遠鏡捕捉遙遠物體的微弱影像時，微快門陣列可過濾不必要物體的光線，只對其中需要的物體光線分析波長、推敲其組成成分。
從台灣一路勤奮苦學到美國完成博士學位，工程師莊文献受惠於父母「無窮智慧、逆向思維」的身教言教。圖為莊爸媽多年前送給他的畢業禮物。（莊文献提供）中央社記者周世惠舊金山傳真 111年1月10日

取得博士學位後，莊文献因緣際會到全球半導體業巨擘英特爾公司（Intel Corp.）服務；同門教授的碩士生凱利（Dan Kelly）畢業時進入NASA的團隊就職，莊文献的研究陸續被其他人引用發表新論文。

「這是NASA頻譜分析技術創新的一部分，我剛好有幸參與其中」。莊文献回憶，NASA原訂韋伯太空望遠鏡在2011年升空，因複雜技術與龐大經費的挑戰推遲，又事隔10年終於在去年底完成升空。

他說，若非指導教授戈西提前分享好消息，「我差點忘記這件事」。

職業生涯雖然沒有繼續參與NASA的工作，莊文献認為，不管在工業界與學術界，彼此都是一步步互相幫忙，「你的研究可能在任何時候、後繼有人把它商業化，更好玩的是，當時機成熟時，人們可以把過去的概念加以實現，變成新的技術」。

效力英特爾長達16年期間，莊文献帶領的團隊開發創新的「矽診斷」解決方案，曾獲得「英特爾成就獎」，這是英特爾員工的最高榮譽獎。
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莊文献曾被派往英特爾在以色列、馬來西亞和哥斯大黎加等地的園區協助當地的工程師，他體會到做事的「心態」很重要，「不要覺得事情不可能，換個角度想，常可以找到不同的門路解方」。

受訪時，莊文献不忘感謝在台灣的父母，他說他的父母親僅有中學學歷，卻用「無窮智慧、逆向思維」的身教、言教，深刻影響了他與目前擔任台大財經系教授的哥哥莊文議。職涯的下一個階段，他希望帶著兼容台美文化的創新價值，對台灣的科技界有所貢獻。

https://www.cna.com.tw/news/ait/202201090062.aspx
韋伯望遠鏡完成部署 NASA：令人讚嘆的里程碑
2022/1/9 12:46（1/9 13:22 更新）

（中央社華盛頓8日綜合外電報導）世界最強大的太空望遠鏡「韋伯太空望遠鏡」今天張開最後一片黃金鏡片，準備開始研究宇宙歷史的各個階段，為期兩週棘手的部署期正式宣告完結。

韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）主鏡翼最後一面側翼確定部署完成的訊息回傳後，控制室裡的工程團隊爆出熱烈歡呼。

美國國家航空暨太空總署（NASA）資深工程師朱布肯（Thomas Zurbuchen）表示：「我很激動，這是個太令人讚嘆的里程碑。」

由於韋伯望遠鏡過於巨大，得先摺疊裝入載運火箭，待發射升空後再到太空中展開，而展開工作異常複雜且具風險，NASA工程師孟席爾（Mike Menzel）說，這可能是NASA歷來最具挑戰的部署計畫。

NASA指出，鏡面在下午1時17分鎖定在太空後，「團隊宣布所有重要部署成功完成」。

朱布肯在現場影片中表示：「我想告訴你們，我現在有多激動和感動。」

接替哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）繼續探索太空的韋伯望遠鏡，去年12月25日在裝入阿利安5型火箭（Ariane 5）貨艙後，從歐洲太空總署（ESA）在法屬圭亞那庫魯（Kourou）基地發射升空。

韋伯望遠鏡會在數週內到達第2個拉格朗日點（Lagrange point）的太空終點站，但還須5個半月的時間設置。

NASA署長尼爾森（Bill Nelson）表示：「雖然旅程尚未完結，我和韋伯團隊都稍稍鬆了口氣，想像未來會鼓舞世界的突破性進展。」

接下來的工作包括校準望遠鏡的光學元件，以及校準其科學儀器等等。

https://www.cna.com.tw/news/firstnews/202112260071.aspx
韋伯太空望遠鏡升空 拚揭開140億年前宇宙誕生奧祕
2021/12/26 13:17（12/26 17:40 更新）

（中央社法屬圭亞那庫魯25日綜合外電報導）因技術問題數次延後，世界最強大的太空望遠鏡「韋伯太空望遠鏡」（James Webb Space Telescope）今天升空，前往距離地球150萬公里遠的目的地，預定明年6月運作。

美東時間上午7時20分（台灣時間晚間8時20分），美國國家航空暨太空總署（NASA）這座歷時約30年、斥資約90億美元（約新台幣2492億元）打造的革命性紅外線太空望遠鏡，由阿利安5型火箭（Ariane 5）運送，從歐洲太空總署（ESA）法屬圭亞那庫魯（Kourou）基地發射升空。

NASA科學任務局（Science Mission Directorate）副局長朱布肯（Thomas Zurbuchen）表示：「多讓人讚嘆的一天啊，果然是耶誕無誤。」

歐洲太空總署（ESA）署長阿施巴赫（Josef Aschbacher）則表示：「很開心地說，我們把這個太空船非常精準地送入了軌道…阿利安5型表現非常好。」

這是關鍵，因為把太空船放上軌道有助節省燃料，讓韋伯望遠鏡可順利抵達最後目的地，且在抵達後運作良好。
影片來源：NASA

以NASA前署長為名的詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡預計將花費約1個月抵達目的地，它將追隨哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）腳步，但打算帶領人們更了解宇宙在140億年前誕生時的樣貌。科學家希望它能帶回新線索，讓學界對宇宙和太陽系外類地行星的起源有更進一步了解。

韋伯計畫共同創始人馬瑟爾（John Mather）在社群媒體形容韋伯太空望遠鏡具有空前的靈敏度，「韋伯太空望遠鏡可在遠從月球的距離，探測到一隻大黃蜂的熱信號（heat signature）」。

韋伯望遠鏡的尺寸和複雜度都是空前，主鏡直徑6.5公尺，是哈伯望遠鏡的3倍。由於其體積太過龐大，必須如摺紙般摺疊起來，而它抵達觀測點日-地系統第二拉格朗日點（L2）後，完全展開又將是艱鉅的挑戰。

https://www.cna.com.tw/news/aopl/202112250201.aspx
NASA耶誕節寫歷史 韋伯太空望遠鏡升空
2021/12/25 20:28（12/25 20:36 更新）
影片來源：NASA

（中央社華盛頓25日綜合外電報導）美國國家航空暨太空總署（NASA）的韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）歷時約30年、斥資約90億美元（約新台幣2492億元）打造，於今天耶誕節升空，成功寫下歷史。

這座革命性的紅外線太空望遠鏡裝入阿利安5型火箭（Ariane 5）的貨艙後，於美東時間上午7時20分（台灣時間晚間8時20分）從歐洲太空總署（ESA）在法屬圭亞那庫魯（Kourou）基地發射升空。

如果一切順利，約6500公斤重的韋伯太空望遠鏡接下來將花一個月時間滑行到位於太陽軌道的目的地，與地球的距離約是地球與月球距離的4倍。

韋伯太空望遠鏡採用加拿大和歐洲製造的儀器，是國際大規模合作的結果，超過一萬人參與，原定2007年發射，接替哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）繼續探索太空，但出於各種原因而延宕至今。

不同於哈伯太空望遠鏡，韋伯太空望遠鏡將環繞太陽軌道運行，而非地球軌道，並且比前者靈敏約100倍。

韋伯太空望遠鏡可望送回新線索，協助科學家進一步了解宇宙和太陽系外類地行星的起源，預計至少將花費5年時間執行任務，科學家則希望能達到10年以上。

https://www.cna.com.tw/news/ait/202112250182.aspx
韋伯太空望遠鏡定耶誕升空 開啟天文探索新時代
2021/12/25 18:43

（中央社法屬圭亞那庫魯25日綜合外電報導）史上最強大的韋伯太空望遠鏡因技術問題多次延後升空後，預定今天發射，前往距離地球150萬公里遠的目的地，開啟萬眾期待的天文探索新時代。

美國國家航空暨太空總署（NASA）的韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）歷時約30年、斥資約90億美元打造。

這座革命性的紅外線太空望遠鏡裝入阿利安5型火箭（Ariane 5）的貨艙後，將於美東時間上午7時20分（台灣時間晚間8時20分）從歐洲太空總署（ESA）在法屬圭亞那庫魯（Kourou）基地發射升空。

路透社報導，如果一切順利，約6500公斤重的韋伯太空望遠鏡在升空26分鐘後將脫離火箭。

韋伯太空望遠鏡接下來將花一個月時間滑行到位於太陽軌道的目的地，與地球的距離約是地球與月球距離的4倍。

與哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）不同的是，韋伯太空望遠鏡將環繞太陽軌道運行，而非地球軌道。

法新社提到，韋伯太空望遠鏡可望送回新線索，協助科學家進一步了解宇宙和太陽系外類地行星的起源。

https://www.cna.com.tw/news/firstnews/202112220178.aspx
數十年磨一劍 NASA韋伯太空望遠鏡預計耶誕升空
2021/12/22 15:13（12/22 15:43 更新）

（中央社華盛頓21日綜合外電報導）歷經數十年等待，史上最強大的詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）終於暫定在今年耶誕節發射。

美國國家航空暨太空總署（NASA）今天表示，由於位在南美洲東北部海岸的發射場天氣惡劣，NASA的詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡將延至最快於耶誕節當天發射。

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡比哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）靈敏約100倍，部署後能讓天文學家史無前例地窺探宇宙初期形成的第一批銀河。以下是有關這座巨型太空望遠鏡的5件事。

●巨大金色鏡片

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡的核心零件是其巨大的主鏡，這個6.5公尺寬的凹面結構由18個較小的六邊形鏡組成。這些鏡片由鍍金鈹製成，優化後可反射來自遙遠宇宙的紅外線。

除了主鏡，這座太空望遠鏡也包含4台科學儀器，主要負責對宇宙物體進行成像和光譜學，也就是將光分解成不同波長，以研究宇宙物質的物理和化學屬性。

主鏡和儀器受到5層遮陽罩保護，遮陽罩形狀像風箏，展開後的尺寸相當於一個網球場大小。

覆蓋遮陽罩的薄膜由聚醯亞胺製成，這種材料不僅耐高溫，在很寬的溫度範圍內穩定性高，這兩點至關重要，因為面向太陽的那一面必須抵抗攝氏110度高溫，另一面則必須承受攝氏零下236度低溫。

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡下方有一輛「太空艙巴士」，用來收納電力、推進、通訊、定位、加熱和數據處理的子系統，總的來說，這座太空望遠鏡重量相當於一輛校車。
詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡的核心零件是其巨大的主鏡，這個6.5公尺寬的凹面結構由18個較小的六邊形鏡組成。（圖取自NASA網頁nasa.gov）

●百萬公里之旅

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡將進入距地球約160萬公里的軌道上，大約是我們地球與月球距離的4倍。

與哈伯太空望遠鏡不同的是，詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡將環繞太陽軌道運行，而非地球軌道。

●高科技摺紙術

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡體積龐大，必須如摺紙般摺疊起來，才能放入火箭鼻錐中，而展開則是一項複雜又極具挑戰的任務，是NASA嘗試過最艱鉅的部署。

發射30分鐘後，通訊天線和為其供電的太陽能板須部署完成，接著將從第6天開始，在經過月球後展開如手風琴般摺起的遮陽罩。

到了第2週，終於輪到主鏡張開，在最後配置期間，所有儀器都須冷卻和校準，且須非常精確地調整主鏡位置。

6個月後，當一切準備就緒，望遠鏡將正式投入運作。

●生命、宇宙和一切

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡有兩項主要科學任務，將占其觀測時間的一半以上。第一項是探索宇宙歷史的早期階段，回顧大爆炸後的數億年時光。

天文學家希望了解星體和星系最初是如何形成，以及它們是如何隨著時間演變。

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡的第2項主要任務是發現系外行星，並透過分析這些星體的大氣，來研究是否可能有生命存在。

●數十年磨一劍

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡原定2007年發射，接替哈伯太空望遠鏡繼續探索太空，但出於各種原因而延宕至今。

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡採用加拿大和歐洲製造的儀器，是國際大規模合作的結果，超過一萬人參與，預算最終如滾雪球般增加至100億美元左右。

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡至少將花費5年時間執行任務，科學家則希望能達到10年以上。