字級:
小字級
中字級
大字級

太空產業之展望面面觀

國研院太空中心人員正在進行福衛七號衛星與火箭分離系統安裝國研院太空中心人員正在進行福衛七號衛星與火箭分離系統安裝

福爾摩沙衛星七號成功發射升空,這次和福衛七號共乘的還有美國的小衛星以及立方衛星,總共24顆衛星,衛星共乘火箭已經成為常態。目前商用衛星計畫推陳出新,許多太空新創公司投入太空低軌道通訊、地球觀測、導航、醫學、礦產探勘、以及新研發衛星元件和測試等等,太空產業正在起飛。

撰稿人國家太空中心 黃正中研究員

1) 衛星製造公司

近年來小衛星以及立方衛星異軍突起,原因是造價便宜,進入太空的門檻低,促使許多國家的學校、研發機構,投入衛星的研發。看到了商機,「立方衛星供應商」如雨後春筍紛紛成立,例如荷蘭的「太空創新方案公司 (Innovative Solutions In Space, ISIS),美國的Tethers Unlimited公司、中國的Spacety公司、保加利亞的EnduroSat公司…等等將近30家公司提供立方衛星的元件、模組以及解決方案。我國的國家太空中心未來10年,也計畫平均每年將發射1顆衛星。

2) 太空新創領域帶動大型星系發展

近年來科技發展與製造技術進步,新的太空商業應用技術不斷推陳出新,國際上的大型衛星網路,包括太空網際網路、地球觀測網路,以及全球定位系統等;各種太空應用的市場急遽增加需求,促使大型衛星星系計畫推陳出新。而供應商大量製造衛星的能力已臻成熟,因此可透過研究、工程、任務和集成服務等計劃,從各種商業供應商處購買這些服務。預計從今 (2019) 年開始的5年內,衛星需求數量將大幅增加,預計有2萬顆人造衛星將被製造出來,這也可能導致衛星元件價格大幅下降,進而促使各國的衛星發展更加蓬勃。

3) 火箭製造公司

隨著人造衛星的大量出現,它們將搭乘火箭抵達太空軌道,因此火箭載具的需求量,預期也將呈現爆發性的成長。包括由發射福衛七號的 SpaceX 獵鷹重型火箭在內,各國的火箭製造商正持續開發新的火箭發射系統,以迎接未來大量衛星發射的商機。因此包括美國、俄羅斯、歐盟、日本、印度以及中國在內的許多民間公司都開始發展輕量級的衛星發射載具,台灣的晉陞太空科技火箭公司也投入商用運載火箭研發,而且國研院太空中心更與國內大專院校合作「多功能型混合式探空火箭」計畫。

4) 太空醫學

是否能夠長期在太空站工作,太空人的健康將是關鍵影響因素。因此科學家利用國際太空站(International Space Station, ISS)中保護太空人健康的系統,希望未來可以將太空人安全送到月球,以及最終目的地—火星,然後再將太空人平平安安地送回地球。依據各國研究目標,將側重於了解人類如何適應太空環境,並安全地從事太空探索所需的技術,以及促進低地球軌道的經濟發展,尋求透過與工業界合作,確保人們在低地球軌道上的長期生存,以開發商業軌道平台和能力。

5) 太空旅遊

隨著發射載具的重複使用,以及安全性逐漸提高,太空旅遊有機會美夢成真了。美國太空總署(NASA)在今(2019)年六月七日宣布將推出運送私人上國際太空站的計畫,而且太空旅遊首發團最快有望在2020年初出發,另外包括太空探索、藍色起源(Blue Origin)和維珍銀河(Virgin Galactic)等公司在「太空旅遊」的開發計畫也正在全球擴大宣傳,有望吸引更多人來探索太空。

6) 太空採礦

高科技的發展,使得傳統以及通訊產業對貴重金屬(例如鉑、稀土)的需求越來越大,例如催化轉化器、珠寶首飾,或是電子、醫療器材、玻璃和渦輪葉片等等。由於地球稀有金屬開採日漸減少,美國行星資源公司(Planetary Resources)就提出一個相當有遠見、大膽的想法——「地球資源有限,太空資源無窮」;利用太空船在外太空尋找礦產,相信今後不只是科幻電影的情節,也將成為未來發展的趨勢。

7) 地面操控以及商用設備

衛星發射後,在太空軌道執行任務所需的追蹤、指令、遙控、排程等等,都是透過地面站操控。包括Oneweb以及SpaceX等公司都無不加強低軌道通訊衛星星系的布局,相信這方面的需求也將會帶動商用衛星通訊接收設備的發展。台灣衛星通訊產業發展的歷史已經非常悠久,過去多聚焦在中軌道衛星(MEO)、高軌道衛星(GEO)設備,未來低軌衛星接收設備的發展已具備大量生產的規模,太空產業的發展將帶動地面應用設備的需求,預期也將帶動我國小型衛星地面站及地面接收設備商機。

8) 太空垃圾

由於太空垃圾的大幅增加,引發各國太空機構的注意,因此相繼投入研究如何減少太空垃圾,而美國以及歐盟也開始立法,企圖減少太空垃圾。美國西雅圖的「繫繩 (Tethers)」公司所研製的設備是一種終結衛星的脫離軌道系統,同時也是一項可以減少太空垃圾所發展的新技術。在發射前,將此脫離裝置安裝在衛星上面,當衛星任務完成或是壽命即將結束時,從地面站輸入指令,待衛星接收命令以後,「脫離軌道裝置」將啟動彈出繫繩。這是一條部署在衛星下方約5公里長的導線,這條「繫繩」與地球的磁場所產生拉力,會讓衛星逐漸返回地球,最後在大氣層燃燒掉,進而解決太空垃圾的問題。

預計在不久的將來,全球太空產業即將進入百家爭鳴的時代,太空中心在今年(2019)台北國際航太展,更結合了國內多家產業參展,希望可以幫助台灣在世界航太發展的科技浪潮中佔有一席之地。太空中心並且首次舉辦太空產業論壇,介紹我國第三期國家太空科技發展長程計劃,並研討低軌道衛星通訊業中台灣的機會與挑戰,衛星通訊技術發展趨勢,以及人工智能在太空科技上的運用,引起與惠人員廣大的回響。

台灣是全球發展太空科技產業最好的基地之一,具備了完整供應鏈,經營成本又相對低廉,且是廣大亞洲市場的便捷跳板;太空產業方興未艾,有許多的新商業契機出現,政府為了扶植國內龐大的中小企業,因應這一波太空產業的浪頭,將協助國內的太空產業,特別是在國家實驗研究院國家太空中心成立「太空產業發展小組」,協助業界創新,並勇敢踏入太空行列,希望能一齊帶動台灣經濟成長、多角化發展。