台灣學生零重力實驗登太空站,獲若田光一欽點奪獎

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日本太空人若田光一 1 月在國際太空站,操刀台灣學生蔡志群發想的「零重力水渦」實驗,這項提案今天獲得若田光一欽點,拿下日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)「2022 零重力實驗」比賽特別獎。

JAXA發起「2022零重力實驗」(ATZG)活動,向亞太地區學生募集簡單新穎、視覺效果明顯的實驗計畫,從201案海選出6個實驗,交由人在國際太空站(ISS)的若田光一執行,就讀國立中央大學太空科學與工程學系二年級的蔡志群,正是入選者之一。

JAXA今天上午舉辦線上總結會議,蔡志群及日本、泰國、新加坡等入選者,說明實驗過程、結果與原理。

蔡志群以高中科展題目為靈感,發想「零重力水渦」提案;在地面大力搖晃裝一半水的瓶子,水會產生渦漩,不過他預想,太空微重力環境分別以縱軸和橫軸方式搖晃瓶子,水體會產生不同變化。

將瓶身立直,以縱軸搖晃,產生的向心力,讓水貼著瓶壁旋轉,微重力狀態下的漩渦,形成「中空」的渦管;瓶身橫躺,以橫軸旋轉,水會分開集中瓶子左右兩側,中間有個大泡泡;這兩個實驗結果都符合蔡志群預期。

日本太空人大西卓哉今天在總結會議,特別針對橫軸旋轉部分提問蔡志群。

分析若田光一在國際太空站執行實驗的影片,蔡志群表示,當以水平橫軸方式旋轉瓶子,會出現向心力,較重部分也就是水,會甩到越外側,集中瓶子左右端;較輕部分也就是氣泡,集中中間區域;同時因向心力緣故,越靠近左右兩側的氣泡體積越小、數量越少。

他進一步指出,橫著轉水瓶的時候,也可觀察到水體有些許垂直旋轉,造成氣泡沿著水面,從壓力高處往壓力低處移動,所以壓力高區域就沒有氣泡,至於為何氣泡沿著空腔水面移動,則是因為表面張力。

大西卓哉聽完蔡志群的解說後表示,對蔡志群深入分析細節的方式印象深刻。

會議尾聲,大西卓哉代替「剛回地球,行程滿檔」的若田光一,宣布「2022零重力實驗」比賽特別獎Crew Award得主,「由來自台灣的Roger Tsai(蔡志群)」拿下。

大西卓哉說,若田光一之所以選擇蔡志群,是因他的提案呈現掌握水在微重力下,變化樣態的過程,且開發出將現象視覺化的方法。

不過,若田光一在會議倒數結束之際驚喜現身,他先恭喜得獎者,並表示每位學生的提案主題都非常有趣,希望學生繼續追求熱情所在,保持好奇心,在浩瀚太空尋找答案。

會後蔡志群與《中央社》分享獲獎心得,他很感謝JAXA與亞太各國太空機構聯合舉辦活動,當初參賽是想練英文作文,從沒想過提案會被選為最終6個實驗之一、登上國際太空站,更沒想過今天會獲得Crew Award。

蔡志群表示,零重力實驗計畫也讓他更堅信,「太空不只是個夢,也是人生的方向」。

(作者:張璦;首圖來源:中央大學)