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MIT福衛5號首秀 讓國際太空產業「看見台灣」

2017-08-25 09:00:00聯合報 記者林良齊/報導

台灣人造衛星發展了20幾年,首顆自主研製的高解析遙測衛星「福衛五號」,今天凌晨總算在美國加州發射升空,不但象徵我國的太空科技邁出一大步,也因此建立台灣品牌、帶來太空商機,帶動更多相關產業。

1990年,行政院指示我國太空科技發展新方向,預計花15年工作,約需150億元經費,目標建立通信及資源衛星接收站技術,及培育太空科技人才300人。隔年行政院核定「太空科技發展長程(15年)計畫」,並成立「太空計畫室籌備處」,即為現今國研院太空中心的前身。

圖/科技部提供
圖/科技部提供

經多年籌備,在1999年發射「科學實驗」用的福衛一號、2004年發射「遙測應用」的福衛二號、2006年「氣象」的福衛三號。原本還打算讓「Argo」衛星升空取代福衛二號的遙測應用,卻因輸出許可卡關。

Argo卡關 催生首顆MIT衛星

國研院太空中心副主任余政憲表示,福衛三號升空後,原本還規畫取代福衛二號遙測功能的「Argo」衛星,卻因無法獲得6.5米解析度的光學酬載輸出許可、卡關多年,還因預算執行不力,導致監察院糾正請科技部要盯緊太空中心,立法院也一度凍結太空中心預算,導致太空中心部分人才流失、影響計畫推動,因此下定決心,福衛五號關鍵技術要自主研發。

CMOS元件 第一次搭載衛星

余政憲說,2009年推動「福衛五號」計畫,目標能看到巴士的彩色4米解析度、及小客車的黑白2米解析度,並參考時任交通大學校長吳重雨及半導體專家的意見,決定製作12000畫素的CMOS(互補性氧化金屬半導體)取代過去的CCD(感光耦合元件),也使福衛五號成為首顆搭載「CMOS」感光元件的衛星。

100%自主研發 免付龐大權利金

福衛五號連飛行軟體、地面控制軟體也自主研發,余政憲表示,過去受制其他國家,因為訊號編碼的緣故,導致太空中心每年都付出龐大權利金。福衛五號100%台灣能自主操控,營運也更有自主性。台灣過去雖有操控衛星10多年經驗,但這次還是首次可完全自行掌握衛星。

福衛五號被稱為「台味」最重的衛星。圖/國研院太空中心提供
福衛五號被稱為「台味」最重的衛星。圖/國研院太空中心提供

每兩天 能看見台灣一次

為何台灣不直接向國外購買衛星圖資就好呢?余政憲說,以福五為例,專門為台灣設計,除了通過台灣的角度較佳外、每兩天經過台灣上空一次,且國外影像基於各種不同原因或許不願意提供,「有錢不一定買得到」。

福衛五號飛行模擬圖。圖/國研院太空中心提供
福衛五號飛行模擬圖。圖/國研院太空中心提供

至於未來的衛星計畫,余政憲則說,目前已規畫第三期的衛星計畫,仍待核准,太空中心不像美國太空總署(NASA)一樣可透過探測外太空、引起民眾興趣,未來衛星關鍵技術仍舊會自主研發,但會用「cost effective」的方法來推動。

航太展 12業者首設太空展區

國研院太空中心與12家太空領域相關的我國業者,今年首度在台北國際航太暨國防工業展設立「太空科技產業區」,並在展覽中與包括外貿協會等單位簽合作備忘錄。

福衛五號計畫主持人張和本說,福衛五號最特別的地方,在於所有系統工程都是台灣自行開發,包括衛星電腦、電子系統,甚至連飛行軟體都自行開發,希望不再受制於國外合約商,證明台灣很多技術可整合進太空科技。

打進產業 「有經驗最重要」

太空中心表示,以經費而言,福衛五號逾七成的零組件都是台灣自主研發、製造,「其實台灣的ICT產業很有機會可以進軍太空」。太空零組件與一般最大不同,在於穩定性,因為在太空無法隨時維修、更換,穩定性是最大挑戰。因此要打進太空產業最大的問題,在於「有無經驗」,如果沒有上過太空,很難受到海外業者青睞。

上到太空 「就是品質保證」

太空中心指出,雖然太空的市場並不大,也鮮少有公司是專門以太空維生,但一旦可上至太空,「其實就是品質的保證」,形塑出更好的品牌價值。如日本的三菱電機就打著「來自太空,與你生活在一起」的口號。

協助打造衛星 終於接到外國訂單

未來福衛七號自主衛星上將搭載更多台灣自製的零組件,包括GPS接收器等都是台灣自製,也期待帶動更多的相關產業。

福衛五號升空有望帶動台灣太空產業。記者林良齊/攝影
福衛五號升空有望帶動台灣太空產業。記者林良齊/攝影

為台灣所有衛星建置天線的芳興科技公司業務協理邸相鐘表示,公司原本的主力在於為國防產業如雷達、航空等建置天線為主,從1998年為福衛一號開始製造天線後、接連為福衛二號、福衛三號及福衛五號製造天線,近期韓國也向他們採購相關天線,目前也與太空中心合作擬建置衛星接收站,讓台灣的太空產業往自主更邁向一步。另開發出此次福五使用的CMOS感光元件的微像科技,日前也接到印度訂單。

芳興科技建置的天線,在台灣的衛星上運作良好。記者林良齊/攝影
芳興科技建置的天線,在台灣的衛星上運作良好。記者林良齊/攝影

赤腳鄉下小孩 福衛五號大功臣

推動福衛五號計畫的最大功臣之一就是計畫主持人張和本,小時候住在台中鄉下的他還曾經赤腳上學,成功大學航太系畢業時,在教授指引下,順利申請到美國田納西大學太空學院,金融風暴後原本想要留在美國工作,但最後仍回到台灣為太空發展盡心力。

福衛五號計畫總主持人張和本與福衛五號合影。圖/國研院太空中心提供
福衛五號計畫總主持人張和本與福衛五號合影。圖/國研院太空中心提供

台中出生的張和本,父親是小學老師、母親是家庭主婦,小時候家裡種田,小學六年都赤腳去上學,放學後也常到河裡面去,「小時候沒有想過會上太空」,會選擇成大航太系,是因覺得飛機很有趣,明明就是鐵做的,卻能在空中飛行。畢業服完兵役後返回學校擔任助教,在教授及學長鼓勵下,才申請到田納西大學太空學院。

天天霸占傳真機 把技術送回台灣

直到國家太空計畫室籌備處前副主任戎凱的邀請下,返台參與福衛一號研發。張和本率領20幾名太空中心同仁至TRW衛星公司深度學習2年半,「每個人都很拼命」,期間每天只想著如何把最先進的技術帶回來台灣,甚至每天都霸占傳真機,把剛學到的技術與台灣同仁分享。

張和本後來因故離開太空中心,返回美國工作,也至波音公司參與發射載具、太空站等計畫。重返台灣探親時,與時任國研院長的莊哲男談論,莊哲男便力邀他返回台灣工作。回到美國後遇到金融危機,一夕之間資產減少甚多,而台灣的薪水可能無法維持同等的生活水平,經與妻子討論後,依舊決定回到台灣貢獻自己的專長。

比波音強!兩百人就做出衛星

談到印象最深刻的地方,張和本表示,波音公司衛星部門就有逾千人,而在台灣參與的僅有約200人,每個人從設計、驗證到測試都一路參與,台灣科學園區的研發能量也讓他感到相當驕傲。

福衛五號今天凌晨搭乘Space X的獵鷹九號火箭發射。圖/國研院太空中心提供
福衛五號今天凌晨搭乘Space X的獵鷹九號火箭發射。圖/國研院太空中心提供

嫁女兒的心情…想看福衛五號拍台灣

「福衛五號或許對世界太空發展是一小步,對台灣卻是一大步。」張和本說,福衛五號升空就像在嫁女兒,「對女兒很有信心」,身為父親的太空中心總是會因路途遙遠忐忑不安,而他也預計當福衛五號發射至太空、穩定運行後提早退休,退休的願望就是「看到福衛五號為台灣拍下的照片」。

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