林彥興
出題篇
你的同學小黃最近想要寫一篇科普文章投稿，卻在查閱資料時發現有一張長得很奇怪的圖，圖上有一堆彎彎曲曲，顏色各異的線。聰明的你，是否願意幫助小黃解開謎團呢？
咳咳，聽起來好像什麼國高中的情境題。但總之本次小擂台的問題是：
1. 這張圖在畫什麼？
2. 為什麼圖中不同的線會長這樣？背後的原理是什麼？
3. 是在什麼樣的情境下會需要這張圖？
解答將於幾天後公布，留言跟大家一起討論吧！
Credit: Mark Shirley & Edward Balaban
解答篇
上週五的小擂台，我們挑戰大家能否辨識出這張圖是在畫什麼，今天就讓我們來公布答案吧！
首先，讓我們先來看看圖片中有哪些元素：橫軸縱軸分別是方位與仰角，圖中的線則有地球、太陽與地平線。既然有明確定義的地平線，這很可能是個岩質的星球，再加上可以同時看到地球和太陽，此時最可能的選項就呼之欲出：這應該是在月球的表面。
有了這個猜想，我們可以再進一步驗證：
首先，圖中的地球仰角雖然會有變化，但是其方位角基本上都維持在約十幾度的範圍內左右擺盪，這正是源自大家都聽過的潮汐鎖定：月球總是以同一面面向地球。而左右擺盪的現象，則是反映月球由於軌道傾角和橢圓率造成的月球天平動（Libration）。
再者，從太陽的仰角變化僅出現在正負五度之間，我們也可以推斷其地點應該接近月球的極區，且由太陽仰角高點的位置判斷，應該是位於月球南極。互相平行的太陽軌跡，則代表著太陽仰角的季節性變化。
由上述論證，我們可以推論這張圖很可能是在繪製月球南極附近某個地點，在約數個月的時間內太陽和地球的位置變化。以此為基礎去搜尋的話，相信你很快就能發現 NASA 預計在明年底發射的無人月球車 VIPER，其目的地正是要去月球南極的「永久陰影區」附近研究水冰的分布。
但作為一個以太陽能為動力的月球車，VIPER 不能長時間處在月球陰影中（需要看到太陽），加上需要跟地球保持連絡將資料回傳（需要看到地球），因此 NASA 需要精心挑選 VIPER 的降落與工作地點。怎麼挑選呢？其中一個步驟就是畫出極區附近各地點的地球與太陽軌跡圖，然後再挑選出符合條件的地點。這張圖正是從 NASA 網頁上〈An Overview of Mission Planning for the VIPER Rover〉這份簡報中擷取出來的～
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