喬治·卡拉瑟斯（1930—2020）

編譯 許林玉

1972年，當(dāng)阿波羅16號在月球登陸時，宇航員們建立了第一個從天體觀測宇宙的觀測臺。該觀測臺由天文學(xué)家喬治·卡拉瑟斯（George Carruthers）設(shè)計并建造?？ɡ故褂眠h紫外月球照相機，通過捕捉地面望遠鏡無法捕捉到的光，首次拍攝了地球上層大氣區(qū)域的全球圖像，該區(qū)域?qū)τ谕ㄐ?、遙感和空間系統(tǒng)的運行至關(guān)重要。該望遠鏡還可以探測深空，揭示恒星形成、星團和星際介質(zhì)的奧秘。作為一名非裔美國人，卡拉瑟斯對備受矚目的人類太空飛行任務(wù)做出了杰出貢獻，因此成為黑人科學(xué)家和工程師尊崇的榜樣。2020年12月26日，卡拉瑟斯與世長辭，享年81歲。

1939年，卡拉瑟斯出生在美國俄亥俄州辛辛那提市，成長于推行種族隔離法的種族隔離時代。直到1964年，種族隔離法才被正式廢止。那一年，卡拉瑟斯獲得博士學(xué)位。其家人鼓勵他學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和科學(xué)，通過閱讀科幻小說和天文學(xué)書籍，他對太空飛行產(chǎn)生了濃厚的興趣。十歲那年，他用當(dāng)派送員賺來的錢購買了透鏡，并用硬紙管做了一個望遠鏡。

在伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校獲得航空和天文工程博士學(xué)位后，他獲得了美國海軍研究實驗室的博士后項目。就這樣，卡拉瑟斯在美國海軍研究實驗室開始了他窮盡一生的研究生涯。他的第一項工作是使用探測火箭在太空中尋找分子氫。他通過放大光芒微弱的漫射天體，設(shè)計出了一種更好的方法來捕捉遠紫外光譜。他設(shè)計的望遠鏡可將光子轉(zhuǎn)換成高能電子，放大后可以用電子敏感膠片記錄下來。由此研制出來的袖珍望遠鏡具有靈活的操作結(jié)構(gòu)，可以模仿更大系統(tǒng)的性能。

1970年，卡拉瑟斯用自己研發(fā)的望遠鏡證實，星際空間存在分子氫。這一發(fā)現(xiàn)得到了國際社會的認可，填補了人們對星際介質(zhì)認識的重大空白，并為解釋恒星的形成提供了一個框架。人們認為，這為解開宇宙質(zhì)量缺失之謎又向前邁進了一步。

卡拉瑟斯一直致力于上層大氣的研究，并不斷探索宇宙的構(gòu)造。他的天才之處在于，能將極其復(fù)雜、精密的技術(shù)完美地應(yīng)用于處于顛簸、旋轉(zhuǎn)和搖晃狀態(tài)的太空飛行器中。1973年至1974年，他利用在太空實驗室空間站用攝像機拍攝的圖像，繪制出恒星、星際云和其他天體的地圖，由此獲得的數(shù)據(jù)推動了導(dǎo)航、遙感和天文學(xué)等領(lǐng)域的研究。1974年，他從一枚探測火箭上拍攝了第一張環(huán)繞科胡特克彗星的氫原子日冕圖像，后來又拍攝了類似的哈雷彗星圖像。目前美國宇航局研究電離層和上層大氣的任務(wù)都可以追溯到卡拉瑟斯拍攝的第一張地球圖像。

卡拉瑟斯在實施美國海軍研究實驗室高中學(xué)徒計劃、開設(shè)社區(qū)中心短期課程以及為當(dāng)?shù)亟處熖峁├^續(xù)教育等方面發(fā)揮了重要作用。通過一個名為SMART的項目，他增強了美國國家航空航天博物館和位于華盛頓特區(qū)的黑人大學(xué)霍華德大學(xué)之間的聯(lián)系。從美國空軍研究實驗室到大學(xué)，再到航空航天企業(yè)，都可以找到曾受到卡拉瑟斯激勵和啟發(fā)的人。

卡拉瑟斯具有遠見卓識。他通常沉默寡言，但在慷慨分享自己的智慧學(xué)識以及在科學(xué)和工程領(lǐng)域的真知灼見時，又會變得談辭如云。他會向年輕人敞開心扉，成為他們的指路明燈。在談及種族主義時，他表示：“我在他們這個年紀(jì)的時候，沒有榜樣可學(xué)。這并非不存在榜樣，而是因為沒有人對他們進行宣傳……因此，許多少數(shù)族裔學(xué)生不知道他們在科學(xué)領(lǐng)域也可以有所建樹?！笨ɡ雇ㄟ^自己的努力，改變了這一狀況。

資料來源 Nature