如果你看过 007 系列电影与经典的科幻片《接触未来》，一定对这个场景不陌生：随着地势盖在山谷中的超大碟型天线，上头悬著大型接收器。没错，这就是鼎鼎大名的“阿雷西博电波望远镜”（Arecibo Observatory）。
阿雷西博的科学
当然，只当电影场景绝对不是它的建造目标。坐落中美洲加勒比海，属于美国领土的波多黎各，阿雷西博于 1963 年落成，直到 2016 年中国兴建 FAST 电波望远镜前，一直是世界最大的单镜面望远镜。依地势兴建的“碟型”天线，阿雷西博只能扫描有限的天空角度，但凭著直径 305 米的天线，对科学也做出许多重要贡献。
天文学与 SETI
对天文学家来说，阿雷西博无疑是相当好用的电波望远镜。太空有许多天体会发射无线电波，从最近的太阳、太阳系内行星、彗星与小行星，到远方的恒星、星系、星系间尘埃，统统都有因不同物理机制发出无线电波的例子。
1974 年，阿雷西博更发现了“双波霎”（Binary pulsar），这是两个相当接近的中子星互相环绕系统。除了相当强的无线电波讯号，强大的重力场，对研究重力的物理学家也提供了划时代进展。因为这发现，双波霎研究荣获 1993 年诺贝尔物理奖。
阿雷西博另一最为人知的计划，大概就是“搜寻地外文明计划”（SETI） 了。SETI 计划是由各种望远镜与各种科学方法组成的大型科学计划，旨在分析并寻找外星发射的文明讯号。阿雷西博的大型天线，使它能接收到最远 200 光年外的讯号。同时，阿雷西博装设有电波发射器 （Transmitter），所以也可相反向太空发射地球文明讯号，借此增加寻找外星文明的机会。
SETI 虽然还没找到外星人，但协助天文学家接收更多来自宇宙的讯号，并协助了解更多深空天体物理。阿雷西博无疑是 SETI 的主角，持续为地球敞开太空大门。
太空雷达
我们熟悉的雷达通常安装在军事设施、机场与气象局，探测对象也不会离太远。有没有想过雷达发射的讯号可打到太空？ 阿雷西博正有这个能力，让科学家多年来靠它探测可能对地球有危害的“近地天体”（Near-Earth objects，NEOs）。
悬吊在碟型天线上方的“巨球”，是阿雷西博的接收平台 （Receiver platform），可说是阿雷西博的心脏。重达 900 吨的平台，从三方向由绳索固定，可说是个大型吊桥。这是悬挂在空中的实验室，来自碟型天线的电波反射到平台下方后，经过一连串次反射，聚焦到不同的仪器。
▲ 仰视阿雷西博接收平台。中间的球形圆顶为各式科学仪器摆放处，碟型天线的讯号也在此聚焦。上方支架为移动圆顶的机械与支撑结构。
当阿雷西博当成雷达使用时，借由平台下方的发射器发射无线电波到太空天体，并接收反射回来的电波。当观测近地天体时，阿雷西博可精准运用都普勒效应，计算近地天体的形状、自转与轨道，最重要的计算它们对地球的威胁有多少。阿雷西博可说是地球的保护网。
▲ 阿雷西博于今年 7 月运用行星雷达，观测到的近地小行星 2020 NK1。可看到狭长的外型。（Source：UCF）
大气科学
阿雷西博可不只是天文学家专用，对大气科学也有很大贡献。其实兴建阿雷西博时，科学家原本打算将碟型天线焦点放在地球电离层，借此量化研究地球的大气层。但完工后阿雷西博比原本设计要大许多，焦点也变成接收平台，当然就让给天文学家研究了。
不过阿雷西博仍有许多研究大气科学的仪器。借由平台发射器发射无线电波到电离层，科学家可研究组成、温度与密度，更可定义地球大气与太空的边界。所以阿雷西博的另一个名字叫“国家天文与电离层中心”（National Astronomy and Ionosphere Center，NAIC）。
留与不留？
阿雷西博为科学界做出许多贡献时，也慢慢衰老。就在 8 月，57 岁的它出现辅助缆线断裂情况，原本用来支撑接收平台的缆线，打中下方的碟型天线，造成观测活动中断。原本科学家希望“换缆”后，阿雷西博可继续科学观测，但 11 月初一条主缆线位移松脱，让整个支撑接收平台的结构出现巨大的危机。
此时，科学与天文界开始为了阿雷西博的去留展开激辩。希望它能继续观测的天文学家搬出过往辉煌的研究成果，对近地天体的观测更是相当重要的数据。但现实面看来，维修阿雷西博与更换电缆的工程实在耗时又耗钱，美国-对 57 岁的中年望远镜也失去了兴趣，转而投资更多经费到更新、更有潜力的设备。
阿雷西博的毁灭
终于 11 月 19 日，美国国家科学基金会正式宣布阿雷西博将退役，并分阶段拆除有结构问题的支撑缆线与接收平台。
但谁也没想到，就在 12 月 1 号早上 7 点，一声轰隆巨响划破早晨的宁静。支撑平台的剩余缆线应声断裂，整个接收平台、900 吨重的心脏与一个缆线塔硬生生撞入下方的碟型天线。虽然造成多大破坏还在评估，但照片与影片仍然震惊所有人。
▲ 阿雷西博倒塌时影片。
失去阿雷西博后？
当然，评估这次破坏程度后，衷心希望能有一些辅助设备与仪器活下来，继续或转至其他望远镜服役。唯一庆幸的是，碟型天线旁边的控制室、访客中心与博物馆毫发无伤，倒塌当下也没有任何人员伤亡。
还要庆幸的是，阿雷西博并不是唯一能监测近地天体的望远镜。地表各大天文望远镜与各国人造卫星仍然撒下天罗地网，希望尽早侦测到任何对地球有威胁的天体。中国 FAST 计划与各国未来先进天文望远镜，无疑也能胜任阿雷西博各项科学任务。
但更该反省的是，对“高龄”科学计划与仪器设备，应尽早让它们退役，还是尽早“升级”？ 如果科研计划的经费固定，该有多少得致力于“养老”，多少致力于“辅青”？ 种种问题都考验著握有经费的-组织与有研究经验的科学家。
至于你和我，倒可以想一想，科学研究计划与仪器得来不易，当硬件与人类一样有生与死时，有没有及时珍惜？
- The Arecibo Observatory
- Arecibo Observatory Returns from Tropical Storm Isaias Lockdown to Track Asteroid for NASA
- Gut-wrenching footage documents Arecibo telescope’s collapse
（首图为阿雷西博空拍图。碟型天线上方为绳索悬吊的接收平台，右方建筑为控制室与访客中心。图片来源：阿雷西博天文台）
