运用最新科技兴建大型光学天文望远镜的计划，一直是天文学家追求的目标。目前世界最大的光学望远镜是美国两座凯克望远镜（Keck Observatory），主镜片各有 10 米，1996 年完工，也是 20 多年前的科技了。
关于 30 米望远镜（Thirty Meter Telescope，TMT）的设计与规划，早在 2000 年代左右便已开始进行。这座正在兴建的 30 米望远镜，预计将耗资约 24 亿美元 （约新台币 720 亿元）打造。
30 米望远镜的最新科技
要装下 30 米大的镜片，天文台会是相当巨大的建筑物，这也是 30 米望远镜最吸引人的特色之一。
望远镜的光圈将会和圆顶上方的“洞”相对应，这个可以移动的“洞”，可以大幅降低周遭的光害，并增进远方光线的敏感度。围绕在天文台建筑物四周的“百叶窗”，可平衡望远镜内外的温度与湿度，自然减少建筑物对观测活动的干扰，可说是天文界的“绿建筑”！
望远镜主镜片是由 492 片直径 1.4 米的六角“镜块”组成直径 30 米的大镜片，而不是一体成形的单一镜片。这种“镶嵌”镜片，除了能突破镀造单一镜片的技术极限，更能大幅减少镜片形变造成的影响。完工后的 30 米主镜片，面积与集光力将是上述凯克望远镜的 9 倍，意思是科学家可用同样的时间，观测到亮度 9 倍弱的遥远光源。
（Source：MT International Observatory）
除了可看到极微弱的光线，靠着“适应光学”（adaptive optics）系统，30 米望远镜也有极高分辨率。适应光学为运用人工激光的“导航星”（guided stars）即时修正大气干扰的系统，密布“附着”在主镜片背面，收到修正讯号后，运用微型马达快速修正镜片表面，以达到修正影像分辨率的效果。
▲ 30 米望远镜的适应光学系统示意图。光源从上方进入望远镜后，透过控制系统 （control system） 计算大气扰动的幅度，并即时回报给可形变的镜片 （deformable mirror） 进行修正。最后修正后的影像再由高分辨率相机接收 （high-resolution camera）。（Source：TMT general brochure）
适应光学系统其实已有 30 年左右历史，但是 30 米望远镜运用的最新科技，使适应光学系统的精确度与速度都更优于其他大型望远镜。透过适应光学，30 米望远镜在近红外线波长可达 8 微角秒 （milli-arcsecond） 左右分辨率，这除了已经接近理论光学的“绕射极限”，更超越目前太空望远镜如哈伯太空望远镜的分辨率。
30 米望远镜即将达成在地表也可以有太空望远镜等级的分辨率，除了移除大气层的影响，也免除建造与维护太空望远镜的昂贵成本。
30 米望远镜的科学
安装在 30 米望远镜的仪器，将由 3 个“曙光仪器”（first-light instruments） 领军：广域可见光谱仪 （Wide Field Optical Spectrometer，WFOS）、红外线影像光谱仪 （Infrared Imaging Spectrometer，IRIS） 与红外线多物件光谱仪 （Infrared Multi-object Spectrometer，IRMS）。这 3 个曙光仪器将协助科学家校正与“操练”30 米望远镜的极限。
虽然设计为可见光光学望远镜，但 30 米望远镜能从短波长的紫外线一路观测到长波长的中红外线。除照片外，3 个曙光仪器也可以观察天体的光谱。这些特色使 30 米望远镜有很大的科学潜力。
极高的集光力表示 30 米望远镜可观测到极远、亮度极微弱的天体，这对研究星系演化的天文学家来说，能观测到大量的早期星系 （primordial galaxies） 与星团 （star clusters），由此可以解释理论星系演化的许多模型。
极高的分辨率使 30 米望远镜能产出低噪声与高细节的照片。在高分辨率的星系团照片，科学家可以透过“弱重力透镜”（weak lensing） 效应，研究暗物质 （dark matter） 与宇宙学的理论模型。高分辨率的星系中心照片，科学家则可研究黑洞吸积盘周围物质受到黑洞什么影响，进而证明或修正黑洞与广义相对论的模型。在高分辨率的恒星照片，可发现更多有更复杂轨道特性的“系外行星”（exoplanets）。
运用 30 米望远镜的红外线仪器，科学家能“透视”可见光无法见到、充满尘埃与气体的星际间物质 （interstellar medium）。这些物质是孕育恒星与行星生成的“摇篮”，对了解太阳系生成过程有极大帮助。
30 米望远镜的光谱仪更能侦测到微弱的谱线，协助科学家寻找如星际间有机物等物质，最终也能为寻找外星生命有贡献。
30 米望远镜与夏威夷
30 米望远镜最引人注目的，也许就是地点了。“要在哪里建造天文台”是个重要议题，30 米望远镜团队总共挑选南北半球五处地点探勘（包含智利两处，墨西哥、西班牙与夏威夷各一处），最后由夏威夷获得一致青睐。
夏威夷也许是观光胜地，有夏季海岛型气候。但在其中“大岛”（Big Island），有标高 4,207 米的茂纳基亚火山 （Mauna Kea），山上气温往往接近零度，冬天更是天天破零。因为山顶干燥、寒冷与稳定的气候，早有许多大型天文台常驻于此。
30 米望远镜除了提供天文学家进行更大量与精密的研究，对夏威夷当地经济发展也充满潜力。
夏威夷经济收入来源主要为观光业，每年约有 700 万美元（约新台币 2.1 亿元）观光收入与天文产业有关。如果加上周边产业，每年更有约 1.67 亿美元（约新台币 50 亿元）利润。
30 米望远镜的建造过程，预计可提供 300 多个工作机会，完工之后更会提供 140 个永久职位，加上观光客增加带来的额外收入，预计每年可为夏威夷带来约 260 万美元（约新台币 8 千万元）利润。
可是，30 米望远镜的建造早从动土开始就碰到一连串阻碍。茂纳基亚火山位在自然保护区里，附近有相当多雨林、冰河与火山地形，也经是电影《侏罗纪公园》取景地之一。人文方面，这座火山更是夏威夷原住民的圣山，就算山顶盖了 13 座天文台，只再多盖一座更大型的，还是让许多人难以接受。
从 2014 年 10 月开始，当地保育团体与原住民开始阻碍望远镜工程，后来更演变为长期请愿运动“Puʻuhonua o Puʻuhuluhulu”，使 30 米望远镜兴建被迫暂停。
▲ 当地人士举著“我们永远不会放弃。30 米望远镜不会建造”的布条抗议。（Source：Puʻuhonua o Puʻuhuluhulu）
“Puʻuhonua o Puʻuhuluhulu”网站首页明写，“除非 30 米望远镜离开夏威夷，否则我们不会离开茂纳基亚火山。”
30 米望远镜命运未卜，但趁著疫情空档，让我们反思，如果明天要投票，你会投文化保存，还是尖端科学呢？
- It’s Time To Reconsider Objections To Astronomy On Mauna Kea
（首图为 30 米望远镜完工时想像图；来源：TMT）
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