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作者:蒋迅
哈勃望远镜于1990年4月24日发射。特写本文记念之。
Source: NASA
1925年5月16日,南希·罗曼 (Nancy Roman) 出生于美国田那西州。不过在她三个月大的时候,一家人就搬到了俄克拉何荷马州,然后是休斯顿,再又回到了俄克拉何荷马州。她的父亲是一位地球物理学家,所以注定了他们一家经常搬家:她父亲原来任职于一家石油公司。在经济大萧条期间,他失去了工作,因为这方面的科研经费是第一个被消减的。他们不得不再次搬家。父亲在密西根矿业技术学院 (现在的密西根技术大学) 找到了一份工作。上学前班的时候,他的父亲又找了一份政府工,他们家又搬到了新泽西州,后来又在西海岸的雷诺居住了两年。最后他们一家在离华盛顿特区不远的巴尔帝摩安顿下来。罗曼的母亲是一位音乐教师。结婚之后她就开始扮演了相夫教子的角色。尽管她很想继续教书,但在那个年代,一个家庭里一般都是男人养家。
小罗曼是家里的唯一孩子。她的母亲特别喜欢孩子。於是就把邻居的孩子们请到家里。他们家有时就像一个幼儿园。
可以说小罗曼从小就是一个小天文家。小罗曼的母亲虽然学音乐的,但是她的知识和兴趣特别广泛。在自家的后院里,她会给小罗曼指点星系和极光。可能是受母亲的影响,她在四岁的时候就把画月亮当作最大的快乐。雷诺是一座山城,那里天气特别晴朗,是观测天空的好地方。正好他们家住在市区的边缘,灯光不多。於是她就把小朋友们组织成一个天文聚乐部。他们每星期聚会,学习星系方面的知识。猎户座和仙后座都是在那时看到的。那年她11岁。虽然一年后他们又搬离了雷诺,但是她对天文的兴趣从此一直伴随着她。父母看她那么喜欢天文,就为她买了一本叫作《天文》的书。除此之外,她找遍了学校图书馆和社区图书馆里所有的天文科普书籍。她太喜欢天文了,完全不顾许多老师和同学对她的警告:那不是女孩子应该学的东西。不过,这些是她在童年里全部对天文甚至科学的接触。小罗曼从来没有拥有一架望远镜,也没有参加过科学夏令营。
罗曼在巴尔帝摩上的初中和高中。这是决定她事业的关键阶段。班里的同学有三类:三分之一的人觉得课程进度正合适,三分之一的人觉得他们无论如何也跟不上,三分之一的人觉得课程进度太慢。罗曼就是最后那群同学中的一名。在她的那个年代里的女性,通常都不会被鼓励走向科学这一条路。罗曼说:“我还记得曾经请求高中的辅导老师,同意我选修第二年的代数而不是第五年的拉丁文。她轻蔑的看着我,冷笑地问:‘什么样的女子会选修数学而不修拉丁文?’那就是我当时经常承受到的态度。”
1946年罗曼大学毕业于美国斯沃斯莫尔学院 (Swarthmore College)。“那时候,妇女进军天文学可以说是一个挑战。斯沃斯莫尔学院的女校校长就强烈反对任何女学生向科学和工程学发展。”但是她被一位物理学教授看好。这位教授说:“我通常不鼓励女生学物理,但我认为你可能会成功。”
1949年她在芝加哥大学获得天文学博士学位。毕业后,她留校继续进行科研和教学工作,担任的职务有:研究工作者 (Research Associate),讲师 (Instructor),和助理教授 (Assistant Professor)。在这期间,她曾经到位於德克萨斯的麦克唐纳天文台进行天文观测。这段经历很短,以至她都没有在自己的简历上提到,但就是在这里的一个观测结果使得她出了名并最终被NASA注意到。有一次,她注意到一个恒星与已经公开出版的信息有出入。她把这个结果用简报的形式发表在《天文物理期刊》上。这篇简报被一位苏联天文学家看到,於是她和另外两位美国天文学家被邀请参加一个苏联天文台开台仪式并发言。由於冷战的原因,苏美之间的科学交流也不多。他们那次的行程被美国报纸作为头条新闻,她也就自然而然地成了新闻人物。
罗曼喜欢教书,但是在大学里她无法取得终身教授的职位。我们也许应该感谢她在教授生涯上的“失败”,因为我相信她在离开学校后取得了更辉煌的成就。1955年,她离开芝加哥大学转入位於美国首都华盛顿特区的美国海军研究实验室,从事射电天文学研究。
二十世纪中期,天文学家们已经知道了,恒星发出的电磁辐射的全谱。这既是好消息和也是坏消息。好消息是高能粒子都能在地面上探测到;坏消息是低能粒子不能穿过大气层。所以,在1946年美国天文学家莱曼·史匹哲就提出了太空望远镜的概念。他指出:在太空中的天文台有两项优于地面天文台的性能。首先,角解析度(物体能被清楚分辨的最小分离角度)的极限将只受限於绕射,而不是由造成星光闪骑b、动荡不安的大气所造成的视象度。其次,在太空中的望远镜可以观测被大气层吸收殆尽的红外线和紫外线。他因此被称为“太空望远镜之父”。但是他的思想显然太超前了,这样的概念当时不具备实现的条件。
Source: 快乐英语网
1959年,罗曼在NASA总部听了化学家哈罗德·克莱顿·尤里关于月球起源的演讲。NASA科学部的主任数学家牛维尔 (space science director) Homer E. Newell, Jr. 与她进行了深入的讨论,并当面邀请她建立NASA太空天文学的计划。她意识到,摆在她面前的是一张白纸,她要做的事情就是在这张白纸上画出一幅能影响未来50年的绘画。她无法拒绝这个邀请的巨大诱惑。她接受了邀请。
Source: UC Berkeley
罗曼的新工作须要在全国各地旅行,以了解各地天文学家实际需要的是什么。寻访的结果是,当时的天文学家们渴望有办法能在大气层之上来观测宇宙。罗曼说:“长久以来,天文学家一直期望能在大气层之上进行观察。穿过大气层的观察有些像透过一片老旧模糊的玻璃看东西。玻璃本身会有缺陷,透过它看到的形像也会模糊。”对太空里清晰,精确形像的需求,成为她所有追求的动机。其实她在此之前早就有了在轨天文观测的想法,她曾经写过一个研究报告,预言一个在轨的望远镜可以看到“木星大小的行星围绕半人马座阿尔法星”。但罗曼被刻板的社会形容为颇具贬意的“职业女性”,她的举动被描绘成为了一份“美味的晚餐”在家“揉面”。但她无视那些流言蜚语,她关心的就是遥远的星系。对她而言,那些星系就象是一团团面包中的葡萄乾。
Source: Philosophy of Science Portal
罗曼说:“我成立了一个包括全国各地天文学家,以及航空航天局工程师的委员会,大家坐在一起,共同决定我们该怎么做,天文学家希望怎么做,工程师们认为可以怎么做。”
前面说过,史匹哲的太空望远镜的概念在当时条件不具备。但是,当美国把自己的卫星发到了地球轨道上,这个条件终於具备了。值得注意的是这个时候美国和苏联正处於冷战时期,但美国人毫不犹豫地把卫星技术用于天文上。罗曼花了几年时间主持这项工作,直到他们在可能实现的计划上,做好细节设计为止。这项设计的目标就是哈勃太空望远镜。这项设备可以升空到大气层之上,围绕著地球轨道,将宇宙里的目标物清晰地捕捉下来,传回地球。不过在一开始,这个计划有些天真。比如有人建议让宇航员跟太空望远镜一起到地球轨道上,在那里进行天文观测。罗曼最终说服了这些人,因为即使是在地面上人们也不是直接这样观测的;而且,人在那里摆动会导致望远镜不稳。再比如天文学家希望这个望远镜越大越好,但她说服大家,直径2.4米才是确实可行的。
Source: Wikipedia
哈勃太空望远镜取得了具大的成功,也为罗曼赢得了“哈伯望远镜之母”的光荣称号。从史匹哲1946年提出太空望远镜的概念到1990年哈勃太空望远镜发射,NASA经历的是一段漫长的和艰巨的努力。我个人认为哈伯望远镜是NASA最不被看好后最成功的项目。关于哈伯望远镜,请阅读我的博文“你不知道的哈勃太空望远镜的十项秘密(上) 下”。
除了哈勃太空望远镜之外,罗曼还有不少值得她骄傲的成绩:三次轨道太阳天文台,四次大地测量卫星,两次小型天文卫星,国际紫外探测器,红外天文卫星,高能天文台等等。
祝罗曼博士长寿!
Source: NASA
1979年退休之后,罗曼将大部分的时间用于咨询,教学,和在全国各地的讲学上。在她以全部的热情,作为一名科学的促进者。罗曼说,她最喜欢的工作,是教育和鼓舞年轻的女孩们怀抱远大的梦想。罗曼说:“我喜欢在学校工作的原因之一,是我能够让女性们相信,她们能成为科学家,同时,科学会充满著乐趣。”
祝罗曼博士长寿!
这是笔者【NASA人的故事】系列中的一篇。请到这里继续阅读
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