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【國家地理2020年12月特刊—月球背面有什麼？】
從月球如何成為文化符號的歷史到登月秘辛
呈獻最完整的月球探測與科學圖解
我們對月球的了解，有許多是仰賴阿波羅號帶回的382公斤樣本，以及蘇聯月球號的450公克樣本。這些樣本都位在月球正面，而且不是在赤道就是在緯度不到30度的範圍內。
2019年嫦娥四號降落在月球背面的太陽系裡最大且最古老的撞擊南極-艾肯盆地(簡稱SPA)馮卡門隕石坑，月球探索的新篇章已經開啟。
月球探索的下一個篇章，會是什麼樣子呢？
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你知道嗎？【太空的邊界是哪？】
#本日冷知識1537
上上週我們講了三位蘇聯太空人不幸在太空罹難的故事。該事故迫使工程師從失敗中學習，並持續改進系統。使後繼者：來自各國的數百名太空人有安全可靠的方式定期往返國際太空站。
但說來奇怪，大多數太空人所到的「太空」，也只是在海拔約 400 公里的國際太空站「而已」，400 公里差不多是把台灣豎起來那麼高。相較於地球這顆直徑 12742 公里的巨球，國際太空站像一隻緊貼著地球臉皮飛的小蚊子。
定義上，太空的邊界是在海拔100 公里的地方，那條想像的界線叫「卡門線」（Kármán line）——太空人其實離家不遠。#當我張開翅膀試圖往夢裡闖
卡門線出自西奧多．馮．卡門先生（Theodore von Kármán, 1881–1963）出生於匈牙利的航空動力學工程師，身為猶太裔的卡門隨後移民美國，在加州參與成立「噴射推進實驗室」，也就是大名鼎鼎的 JPL，現隸屬於 NASA 的超酷組織（火星歸他們家管轄）。
* 德文名字有馮 (von) 不見得代表是貴族。馮卡門的 von 只是指出他來自卡門村。von ≒ from。
卡門本身是超音速飛行、飛機翼型、流體動力學，尤其是紊流方面的泰斗。簡而言之他是造飛機專家，怎麼會管到太空去了呢？
故事要說到底，就得從......牛頓說起！讓我們倒帶，回到西元 1665 年，英國鬧大瘟疫，青年牛頓實行了保持社交距離的防疫措施，就宅在家，看著蘋果掉落忽然就想通了萬有引力原理。天才小神童是想通了啥？原來他是頓悟惹：月亮和蘋果是完全一樣的，在向著地心做自由落體！之所以蘋果會著地，但月亮永遠不會掉下來的差別在於，月亮的橫向（公轉）速度非常非常非常非常之快。
什麼跟什麼，有聽沒有懂 XD 是，牛頓的頓悟超抽象的。幸好多年後，牛頓決定出本科普書解釋他驚天地泣鬼神的萬有引力理論（月亮與蘋果一體適用，故名萬有），想出惹另一個天才比喻，或是說更具體的思想實驗：
▆ 牛頓的砲彈（Newton's cannonball）...... 出自《原理》第 6 頁。
我們一般人沒吃過砲彈也看過大砲走路 (x) 知道砲彈是怎麼一回事 (o)。從砲管飛出的砲彈，會開始受地球重力影響而往下掉，呈拋物線軌跡飛行直到著地。
牛頓請讀者想像在高山山頂有一具性能極佳的大砲，能用任意的高速射出砲彈。由日常經驗我們知道顯然是射速越快射程越遠。而當砲彈超快、極快、有夠快時，會發生有趣的情況：地球是圓的（人類自古希臘甚至更早就知道了），隨著砲彈橫著飛，地球的曲率開始起作用，使地面好像在加速向下遠離砲彈——高中物理課本會教你證明這個貌似存在的加速度的大小是 v^2 / R，其中 v 是速度，R 是曲率半徑，詳解略。
牛頓大神指出，當砲彈速度 v=√(gR) 大約是每秒八公里 (!) 時情況變得大有蹊蹺，儘管砲彈一直在自由落體，但地表也一直在遠離著它，這兩個加速度的量值相同方向相反，使得砲彈只要維持著該速度就永遠不會著地。
在物理上有兩種方式描述這現象——Ａ、重力恰好提供物體繞地心圓周運動的向心力，或Ｂ、重力恰與離心力抵銷。兩者敘述彼此等價，只是觀點不同。
我們只要記得重點是國際太空站、月亮、人造衛星、喬治克隆尼和珊卓布拉克......全都像牛頓的砲彈一樣，憑藉著橫向的超高速度而能「一直自由落體，但永遠不會落地」，換言之就是：上軌道（in orbit）啦。
回到卡門，#男人不過是一種消遣的東西有什麼了不起......咳咳，錯頻惹，是我們的航空飛行／空氣動力學專家卡門先生。當年他在認真推敲的問題其實是：
▆ 「一個國家的領空該往上算到多高？」
身為飛行機專家，他知道飛機能維持飛行是靠機翼維持足夠的升力（Lift）以抵抗重力。飛機的升力和幾個因素有關：速度的平方，空氣的密度，還有機翼的面積。蠻直觀的，可以想像機翼是藉由把空氣向下推擠讓自己獲得反作用力向上升。
但不幸的是高空的大氣密度越來越稀薄（具體上是指數衰減—— 90% 空氣分子都聚集在離地表 20 公里內），為了提供足夠升力，飛機的巡航速度就需要越來越快，越來越快，直到某個海拔高度，速度值（呈指數增長）已高到金離譜，和牛頓的砲彈的 √(gR) 速度相差無幾。與其說那還是架飛機，不如說是自帶推進器的火箭。
總而言之，卡門線的初衷就是：「已不算是開飛機那樣靠空氣提供的升力飛行，而是像開外掛 (x) 火箭 (o) 是靠離心力遠離地表」的海拔高度。如果飛機算空軍，火箭算太空軍，卡門線就順理成章的代表太空的邊緣。
當年卡門得到的值差不多是海拔 62 英哩，100 公里的一個概略數字。但他的計算面臨到各式問題：地球的大氣密度其實隨著緯度、季節、溫度、甚至太陽黑子的活躍程度的影響而起起伏伏，不完全符合他簡化版計算中的條件。
因此隨著知識與技術的進步，有人大膽異議說「很可惜，卡門先生算錯了」並提出新的分界提案。例如，美國空軍傳統認定的太空邊界是 50 英哩 = 80 公里的高度。曾經有數種實驗性的「太空飛機」（混合傳統空氣動力學和火箭推進的飛機）突破那個高度，包括有名的Ｘ系列火箭飛機——「登月第一人」尼爾．阿姆斯壯便曾經做過 X-15 火箭飛機的試飛員，達到過太空的邊緣。而突破 80 公里的空軍飛行員一樣會獲得太空人的稱號。
大概是醬。科宅這番長篇大論，只希望大家記得一件 Take home message：上太空不只是往上爬一百公里那麼簡單而已。若只單單上拋一百公里，地球引力會立刻讓你像蘋果一樣落回地面。
上太空真正的重點是往橫向加速，只有飆超快，達到水平方向約每秒鐘八公里的東西（參考：國際太空站 = 7.66 km/s。哈伯望遠鏡 = 7.59 km/s）才會維持「牛頓的砲彈」的狀態，待在低地軌道上。
反之亦然，太空人要回到地面，也不是咕咚一聲往下跳就行。他們需要劇烈的減速，主要是利用大氣層的摩擦生熱，把太空和地表的每小時兩萬六千公里的速度差異給磨掉......速度的平方差和動能成正比，這份奢侈的速度需求也是上太空代價辣麼高昂的原因之一喔。
插圖：俄國航太總署的聯盟號（Soyuz）發射太空人和物資到國際太空站的示意圖，你看，關鍵是火箭橫向的推進，就像牛頓老大說的那樣。
你知道嗎？【至今在太空中喪命的人類只有三名】
#本日冷知識1536
圖中的是前蘇聯「聯盟十一號」（Союз-11）的組員，左：帕薩耶夫（Паца́ев）、中：指揮官多布拉沃斯基（Доброво́льский）、右：沃科夫（Во́лков）。我們懷念他 x 3。
三人在 1971 年乘坐太空發射系統聯盟十一號，成功登上了在美蘇太空競賽中，由前蘇聯獲勝的項目：人類第一個可以長期居留與進行實驗的太空站——禮炮一號（Салют-1）。在距離地表 200 公里的低地軌道中待了 23 天，繞地球公轉 362 圈之後準備返回地球。
1971，那是美國人在月球上插旗的兩年後，蘇聯太空總署把他們的登月計畫整個塵封埋葬，對外稱他們一開始就把重心放在太空站開發，並沒有計畫載人登月ㄛ（心虛掩飾的搖手.gif）。潛台詞大概是說，這樣我們就不算輸給美國人了。但事實是蘇聯分明有登月計畫，首先使無人探測器登陸月球的就是他們。嘿，有時大國政治和小孩子嘔氣的心境很相似唄。
在聯盟十一號之前有聯盟十號：史上最囧任務，在於聯盟十號都飛到了禮砲一號太空站的大門口，卻因機械故障，怎麼樣都無法完成硬對接（機械固定至建立氣密等等），故無法安全進入太空站，組員只能無功而返。
此例一方面顯示，最早期的系統因為實測機會太少，三不五時就會發生故障，太空人怕.jpg。另一方面，聯盟十號組員大概內心氣得跳腳——他們和成為國家英雄的機會失之交臂。就像當年成功繞月球公轉、測試登月艙的各種功能，但沒有實際進行登月的阿波羅 10 號一樣，當不了人類英雄，不會有以他們為主題的電影、書和影集。但至少他們能平安回家。
總之，聯盟十一號的帕薩耶夫、多布拉沃斯基、沃科夫成功硬對接登上太空站。他們立刻變成全蘇聯「我們的英雄」。禮炮一號太空站上甚至有攝影機，三人的 23 天歷程全都在莫斯科電視台直播，是首創的太空站實境秀（讀作大外宣）。
國家英雄在太空站上都做些什麼實驗呢？不多，其實齁，他們三人本身就是實驗內容啦 ← 首先是太空站的維生系統，空氣和水的再生需要測試。此外，當時沒有人知道人類在太空長期居留，會不會有危險的副作用——阿波羅任務雖屌，發射登月到返回，全程也只有八天而已。所以聯盟十一號的英雄們，只需要正常起居、進食、排泄、運運動，體驗前所未有的寬敞太空站中的無重力居家生活，醬就可以了。
此外，帕薩耶夫還操作了太空站上的望遠鏡「獵戶座一號」對恆星的遠紫外線光譜進行了測量。三人先前的經歷是，多布拉沃斯基是空軍中校，沃科夫和帕薩耶夫則是考進太空人班的平民工程師，各自參與過蘇聯太空任務的開發。
然後他們就要返回地球了——其實是被迫返回，內情是禮炮一號上發生了電線走火。滅火後，太空中心研判那會造成太空人健康不利的影響，便提前終止任務。
三人返回聯盟十一號飛船，點燃引擎反向燃燒，開始減速脫軌（de-orbit）返回地球。在看起來完全無懈可擊的一番操作後，太空人進入聯盟號機身中段，呈錐形耐熱的著陸艙待命，拋棄了軌道艙和服務艙......忽然，不知怎麼太空人和地面的通訊忽然中斷了。
從任務中心收發的訊號看來，聯盟號一切系統都正常運作，制動火箭成功點燃，降落傘張開，多餘的聯胺燃料在降落途中拋棄（避免落地撞擊爆炸），著陸艙穩穩的減速落地，位置在哈薩克拜科努爾太空中心東北東方 550 公里的荒漠之中。
但令人不安的是，仍沒有通訊回報，靜靜的。地面尋獲小組到達座艙，敲擊艙壁，沒有回應，靜靜的。當艙門打開，恐怖的景象，帕薩耶夫、沃科夫、指揮官多布拉沃斯基......三位國家英雄都沒了生命跡象。
這邊有非常揪心的 1971 年歷史片段，是地面人員徒勞無益的在替太空人心肺復甦。
後來由鄰近醫院的死後相驗（就是驗屍）加上座艙內的生命跡象記錄器的證據顯示三人是死於窒息。眼、耳、肺臟、腦部破裂的微血管在在顯示下降之間，座艙內壓力曾一瞬間降到真空。他們不只是在太空喪命，而且是直接死因就是無防護的暴露於太空。
為啥不著太空衣？是那時蘇聯人不認為有此需要，太空船內很安全，就像在太空站裡一樣，只穿著一般的飛行服／工作服就行了。
調查結果是，事故發生在聯盟號進行脫軌操作、燃燒減速之後不久，在海拔約 168 公里處，三節船身（軌道艙－降落艙－機械艙）進行分離，只留下載人的中段。這時可能出於晃動一個排氣閥門異常鬆開了，艙內無預警地和太空互通。太空人帕薩耶夫的一隻手掌有著瘀青，可能是在昏迷之前曾試圖關閉漏氣的氣閥。
在制動火箭一邊發射一邊減速下降的過程中，太空人估計毫無防護的暴露於近真空將近 10 分鐘。生命跡象監控器顯示在猝不及防之下，頭 20~30 秒的窒息就要了三人的命。就算準備充足先有預警，要閉氣 10 分鐘也不是大多人可以做到的事，而且還不是一般的閉氣，而是肺部被抽成真空，體液在沸騰的殘酷情況。
這次慘劇讓俄國人痛定思痛（只是不曉得有多少要為此事負責的人被流放西伯利亞齁），規定以後上太空和回地球的飛行途中都要身著加壓、密閉的太空服，以防萬一。
不過因為事關重大（動搖國本！面子要緊！），當年的調查結果，蘇聯嚴格保密直到兩年後才公布。讓同時期也在進行自己的太空站 Skylab 開發的 NASA 方超擔心，不能排除長期暴露在無重力會害死太空人這個可能性......
雖然蘇聯已輸了登月，但在太空站的開發上面是功不可沒。正是因為發生過諸多小意外，和少數幾次非常恐怖的意外，後續針對它一直改進系統安全性，才讓後來從沒再發生類似的事情的。
到今天，改進的聯盟號（現代版為第四世代）總計已經發射了 1700 趟以上，其中包括載人任務，也有無人的補給任務。聯盟號仍然是本星球（我們的）最可靠的低地軌道發射系統。在 2020 年五月美國民間企業 SpaceX 的 Crew Dragon 艙載人首飛之前，無人能與之挑戰。
歷史上，因為太空任務而死的人類裡面，大多都是在訓練中、發射或降落過程中出事。包括阿波羅一號測試事故（太恐怖就不描述），非常恐怖的聯盟一號那未張開的降落傘（寒意）。挑戰者號太空梭、哥倫比亞號太空梭爆炸喪命的共計十四名太空人......他們有的上過太空才身亡，有的沒有（太划不來）。但所有人都是在【馮卡門線】：海拔 100 公里以下喪命的，定義上都是在大氣層之內。唯獨聯盟十一號的那次事發現場，海拔 168 公里，在定義上是處於外太空。
其他意外，包括阿波羅十三號那次人類史上最成功的失敗，全員生還。禮炮七號太空站驚險地出過包（最近拍成同名電影，但請注意內含神扯虛構劇情）。和平號（Mir）太空站上發生過驚險的火災、太空船相撞意外。最近國際太空站上還破洞漏氣。但幸好——至今已經有 560 人以上出過馮卡門線，再也沒有人在太空喪生。
「只有三個人」的紀錄想來有兩解，其一是美蘇兩強不把人命當兒戲，出意外後系統性檢討改進的努力很頂真（tíng-tsin）不馬虎。但從反面看，這是否表示人類其實不算真的出過外太空，至今都還只是貼在地球母親的肚皮上轉呢？到什麼時候，才會有人類在深太空（月球軌道以外）喪命呢......
是說，為什麼馮卡門先生要把外太空的界線定在離地 100 公里的地方？先賣個關子，以上已經發太多字惹，我們下回再續聊ㄅ
by 科宅（顯示為欠打）
埃及博物館位於埃及首都開羅，是1858年由法國人馬里埃特創建的。入口樓前是一個水池，種植了埃及的國花蓮花、國草紙莎草，周圍則是一座座仿古的雕像。博物館分為兩層，陳列著古埃及時期的遺物、展品。博物館下層按年代展示展品，上層按主題展示。其中尤其以上層展品為珍貴。著名的圖坦卡門墓內珍品也長期於館內展出。當年英國伯爵卡爾納馮資助考古學家卡特，於帝王谷發現圖坦卡門墓罕有未被盜墓賊搜刮一空，據說第 20王朝拉姆西斯六世建造陵墓時，工人把挖掘出來的土石，堆置在鄰旁建於 200 多年前的圖坦卡門陵墓之入口前，使本來已緊密封閉的入口，又再增加一層土石掩蓋，因而得以完整的保存下來。其中發現重242磅的純金棺槨，共有七層，用上彩色琺瑯、寶石、彩色玻璃鑲嵌。 陪葬品還有雕像、靈床、椅子、船的模型、武器、座車、器皿、箱子及各式各樣的小盒子5000余件，全是純金或鍍金的，世上需要的一切都包括在內了。他的金面具、金鷹、金鏈子、各種寶石飾品擺滿了一屋子，把展室映襯得金碧輝煌。此外，博物館還收藏了包括拉米西斯二世在內的多具木乃伊。館內的展品備為埃及學家和考古學家所推崇。博物館幾年前已全面禁止拍照，之前容許拍照亦不得使用閃燈，因此網上的照片及錄影資料並不多，有質素而拍了下來的相片更覺珍貴。
