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日期: 2022-05-26 04:41

韋伯望遠鏡關鍵光學技術 台灣工程師奠基礎
 
• 2022-01-10 15:58
  (中央社記者周世惠舊金山2022年1月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 (南犬)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(南犬)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(南犬)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(南犬)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 (南犬)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(南犬)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」。

莊文(南犬)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(南犬)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(南犬)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。

取得博士學位後,莊文(南犬)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(南犬)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(南犬)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(南 犬)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(南犬)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。

莊文(南犬)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(南犬)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。

   
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