投資太空產業
夢想起飛 帶著臺灣自製衛星升空
臺灣推動「第三期國家太空計畫」,目標布建臺灣自製衛星飛向太空,陽翼先進、廣碩系統扮演推手,提供臺灣衛星發射與火箭仲介服務、幫助客戶完成衛星設計,走向太空世代。
文 陳思雅 圖 陳素芳
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▲發射服務商提供運載火箭協助政府、學研機構與企業等將衛星、太空船等設備載運至太空。圖■達志影像
「飛向宇宙,浩瀚無垠」─從這句皮克斯經典動畫《玩具總動員》主要角色巴斯光年的口頭禪中,乘載著人類迎向未知太空的勇氣與夢想。隨著科技日新月異,太空產業蓬勃發展,進而帶動周邊相關產業鏈商機。臺灣「第三期國家太空計畫」的推動,即是希望持續培育青壯世代太空科技人才,並以臺灣衛星自製實力,結合既有半導體、資通訊與精密機械等優勢產業,建立臺灣衛星產業供應鏈,進軍全球太空產業。
自蘇聯於1957 年在中亞哈薩克境內的拜科努爾太空發射場(Baikonur Cosmodrome)發射第一顆史普尼克(Sputnik)1 號人造衛星,太空科技的發展已超過一甲子的時間,從一開始美國和蘇聯的太空競賽,衛星應用也快速延伸到一般的商業、科學用途。
根據美國衛星產業協會(Satellite Industry Association,簡稱SIA)最新公布的2021 年衛星產業狀況報告(SSIR)顯示,衛星產業鏈所涵蓋的衛星製造(Satellite Manufacturing)、衛星發射服務(Launch Industry)、地面接收設備(Ground Equipment)及衛星服務(Satellite Services)等四大領域中,以地面設備的1,315 億美元(50%)及衛星服務的1,178 億美元(44%)為主要營收來源;而衛星製造的122 億美元(5%)以及發射服務的53 億美元(2%)產值略顯較低。
然而,一顆衛星要能成功發射至太空入軌,靠的是火箭作為載具。火箭就好比是交通工具,能運送乘載的衛星到達各自的目的地並執行後續太空任務。太空衛星科技產業鏈中游包含發射服務、仲介服務與營運管理等領域。發射服務商提供運載火箭協助政府、學研機構與企業等將衛星、太空船等設備載運至太空,國際主要發射服務提供商如SpaceX、Arianespace、United Launch Alliance、Rocket Lab、Virgin Orbit 等。
雖然臺灣在科研領域擁有自主衛星開發能力,但在資金規模有限以及缺乏本土發射場域等現實因素下,目前尚未有足夠能量自行發射衛星,需透過國際主要發射商進行載運。究竟臺灣自製的衛星是如何飛向太空?本期封面故事「星系布建篇」特別採訪臺灣唯一「地月經濟圈」的太空商業公司陽翼先進,以及臺灣國內第一家國際太空站(ISS)窗口服務廠商廣碩系統,就衛星發射服務及太空產業探討臺灣發展現況與商機趨勢。
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▲張懷謙從小懷有太空夢,創立陽翼先進公司提供臺灣國內衛星發射與火箭仲介服務,並積極開發多元太空服務。
陽翼先進 提供多元商業服務
早期衛星造價所費不貲,造價動輒數億美元,衛星事業的主導單位為政府,隨著天線、射頻前端、電池、製程技術演進,衛星零組件可以更高度整合與小型化發展,間接讓衛星製造成本大幅下滑。其次,隨著火箭技術陸續演進與重複技術導用的發展,使得火箭發射成本逐年降低,至2020年每公斤可發射成本降至951 美元左右,大幅降低衛星發射門檻。
臺灣產業前進太空商業市場,不僅布局太空零組件供應鏈,也讓酬載衛星上軌道的服務業者興起,看準衛星發射需求與日俱增,陽翼先進執行長張懷謙於2018 年成立臺灣唯一「地月經濟圈(Cislunar Economy Sphere)」的太空商業公司,主要提供臺灣國內衛星發射與火箭仲介服務,合作火箭商遍及亞太地區與歐陸。
張懷謙表示,由於火箭製造以及發射的費用高昂,並非所有衛星製造方都能負擔,因此若有多餘發射空間能出售,發射火箭的成本費用便能由所有參與的機構共同承擔。
除了衛星發射與火箭發射整合服務外,陽翼先進也積極開發新事業。不僅代理立方衛星零組件及模組進出口銷售以及技術支援,還提供太空實驗、太空飛行驗證以及月球與深太空任務等其他太空市場服務。張懷謙打趣地說,自己的公司就像一家雜貨店,舉凡客戶有任何和太空相關的商品或服務,陽翼先進都會盡力去滿足需求,像是臺灣福衛八號衛星製造所需的光學組件及天線保護罩即為陽翼先進供應。
立方衛星(CubeSat)計畫
為建立永續的臺灣太空產業,臺灣國家太空中心執行「臺灣新興太空產業領航計畫―微衛星發展」,其中包含立方衛星(CubeSat)子計畫。此立方衛星計畫的目的是培養新一代太空技術人才,並產出立方衛星商用產品。該計畫自2017 年開始發展三枚立方衛星(3U、2U、1.5U 立方衛星分別命名為飛鼠衛星、堅果衛星及玉山衛星),由國內大學及本土公司承做。陽翼先進以及廣碩系統分別為臺灣國家太空中心立方衛星計畫的飛鼠號衛星和堅果號衛星發射服務的承接商。
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▲陽翼先進承接臺灣國家太空中心立方衛星計畫的飛鼠號立方衛星發射服務。圖■陽翼先進
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▲隨著衛星零組件可以更高度整合與小型化發展以及火箭技術陸續演進與重複技術導用的發展下,大幅降低衛星發射門檻。左圖為飛鼠號立方衛星實拍圖,右圖為使用SpaceX 獵鷹9 號發射「飛鼠號立方衛星」實況。圖■陽翼先進
太空科技商業應用廣泛 突破想像空間
陽翼先進所提供的太空服務不僅止於一般人想到的衛星發射,也跨足到太空告別式、太空藝術展示、太空禪或太空廣告規劃與觀光活動等方式,將生活、藝術、甚至商業活動結合太空科技發展出不同應用場景。談到商業活動企劃服務案例,陽翼先進於2022 年首次完成發射臺中明道中學百位師生寫下的祈福卡片到太空。
張懷謙近年也積極推動太空科普教育,也於漢聲廣播電臺擔任太空主題的定期主講者。他同時還當起YouTuber 開設「夠了! 比爾」YouTube 頻道,以活潑風趣的方式提倡太空科學知識,讓臺灣民眾更貼近遙不可及的浩瀚太空。
代工經驗優勢 助臺開拓太空市場
「臺灣在太空產業鏈所扮演的角色,雖然以代工為主,但是隨著5G甚至6G 的通訊技術相繼發展,目前已有逾80 家臺灣廠商,持續供應低軌道衛星零組件,並有望持續增加機械、科技產業的廠商加入供應端行列。而產業要轉型為太空供應鏈其實沒有想像中的高門檻,臺灣導入太空供應鏈的知識與經驗,其實已行之有年,只是廠商沒發現這些都是太空科技領域的一環。」張懷謙觀察表示。
基於長期與國際登月任務組織緊密合作,陽翼先進於2021 年與國立中央大學簽訂臺灣第一次國際登月任務計畫,預計在2023 年參與國際登陸月球任務,成為臺灣登月國家隊的先鋒。這是臺灣首次產學合作挑戰1,000 公里以上的深太空飛行,更是臺灣首次將自行研發的產品在月球表面進行實測,為臺灣走向太空時代邁出一大步。
張懷謙指出,陽翼先進科技與中央大學歡迎更多產業與學研單位的加入,透過登陸月球獲取珍貴數據,讓臺灣能夠在國際深太空資源開發市場立足。
廣碩系統 接軌國際打開太空大門
談起投入太空產業的過程,廣碩系統董事長葛廣漢回想十幾年前臺灣並沒有所謂的太空產業,所有講到航太的全部都是航空,臺灣業者主要都是飛機零組件供應商。後來發現臺灣這四、五十年來做了很多地面設備,但大家不知道地面設備其實是太空產業的一部分,所以當時認知臺灣在太空產業的發展為零。
葛廣漢從史丹佛大學航太所畢業後,原本在矽谷從事半導體設備設計,後來無意間在母校史丹佛大學看見手掌大的立方衛星,想到可利用臺灣PC 產業優勢朝衛星產業發展,於是葛廣漢在2008 年創立廣碩系統,但他不走太空地面設備,而是選擇較少人觸及的天上設備與服務領域,也是臺灣第一家代理包含SpaceX、Nanoracks 等火箭發射與酬載業務的廠商。在廣碩系統創立的14 年間,葛廣漢表示他花費很多時間摸索學習及接洽國際主要火箭商,直到最近3年才漸漸看到業務成果。
自2019 年9 月起,廣碩系統為國內唯一一家擁有美國國家航空暨太空總署(NASA)發射許可的服務廠商。臺灣國家太空中心所執行的立方(CubeSat)衛星計畫中,係透過廣碩系統替堅果衛星拿到NASA第一個升空許可。廣碩系統所承接的堅果衛星發射服務原先計劃於2021年與玉山衛星和飛鼠衛星搭乘SpaceX Falcon-9 火箭發射升空,惟因美俄政治因素讓堅果號衛星在內的23 顆衛星在發射前被臨時拔除,預計延宕至2022 年7 月才能發射升空。
葛廣漢也透過投資的國際合作夥伴取得美國阿波羅任務(Apollo missions)期間所收集的實際珍貴月球樣本,進行土壤成分研究,並依照成分參數製作了模擬月球土壤,以供學界及產業界進行土壤、種植、地質、建築實驗等應用,作為未來人類打造月球合適生存空間不可或缺的實驗土壤。
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本文摘錄自
夢想起飛 帶著臺灣自製衛星升空
《經貿透視》雙周刊
第596期
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