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2020-10-01臺灣立方衛星元年:吐司大小的衛星將改變太空產業!國家太空中心主任林俊良專訪 610 期

Author 作者 趙軒翎/本刊副總編輯。
人造衛星一直以來都須倚靠國家級的資源才能研發製作並發射升空。而縮小版本的立方衛星,是一項縱使不是太空大國也都有機會發展的太空科技。臺灣計畫在今(2020)年發射三顆立方衛星,國家太空中心主任林俊良稱今年為「臺灣立方衛星元年」。

前進太空以往都是大國的專利,需要巨額資金投入曠日費時的研究、研發,才有能力脫離地心引力,前往外面那個浩瀚無垠、充滿未知的宇宙。即便是環繞在地球周圍的衛星,傳統上也是需要國家級單位才能發展。以臺灣為例,從1999年發射福爾摩沙衛星一號(Formosat-1)開始,至今已有五個成功發射的福爾摩沙衛星計畫,皆依靠國家經費,由國家太空中心設計製作。

然而,因為科技不斷進展,以國家為基礎的衛星計畫將不再是唯一選項。

今(2020)年,在國家太空中心資助下,預計有三顆「立方衛星」準備升空,由大專院校和企業根據任務目標自行設計製作。年初,國家太空中心主任林俊良也喊出了「臺灣立方衛星元年」的口號,這些衛星不再有龐大的身軀、也不需要花那麼多的錢,卻有機會小兵立大功。

親愛的,我把衛星縮小了!

立方衛星(CubeSat)是指一種衛星的規格,以邊長約為10公分的立方體為一個單位(unit, U)組合,一個單位的重量不超過1.33公斤,一個立方衛星可以包含數個單位。以「奈米衛星(NanoSats)」資料庫收集1998年至今發射的立方衛星資料來看,最常見的規格為3U,相較臺灣於2017年發射升空的遙測衛星「福衛五號」一顆就重達450公斤,真的是非常輕巧。

林俊良說,衛星的發展與電腦類似,電腦發展的初期體積很大,光是一台電腦就要佔一整間房間,而且得透過打孔卡的方式,由操作員將訊息輸入電腦,非常不方便。隨著半導體科技的進展,裝置越來越小,能夠輕鬆隨身攜帶,價格更為親民,讓一般民眾能夠購買和使用。衛星也跟上了技術的進展,裝置體積縮小,成本也降低。

1999年,兩位美國科學家制定出立方衛星的規格和標準,以利製作學術研究或開發新太空技術之用的小型衛星。這樣的立方衛星有人將它比喻為「手機」,現在手機能做到不少電腦的功能,費用也可以比電腦便宜,有些使用者習慣在推出新功能、新規格手機上市後改用新款;立方衛星也一樣,它們設定的運作時間通常很短,一旦失去聯繫訊號或無法運作就會下降到大氣層燒毀,再讓新一批升空,這是以往造價昂貴的大型衛星無法做到的。立方衛星這樣的特性很適合各種創新的嘗試,開創這種規格的兩位科學家期待這是連學生都能做出的衛星,吸引年輕人投入與學習。

 

國家太空中心主任林俊良。(謝育哲拍攝)

最終沒發射的第一顆立方衛星

「臺灣當時也興起了立方衛星的風潮,」林俊良說,「2001年國家太空中心也試著做了一顆重量僅857克的立方衛星,取了一個本土化、很接地氣的名字,叫『蕃薯號衛星(YAMSAT)』。」它的任務目標是量測大氣層對可見光光譜的散射量,藉此分析大氣的成分。……【更多內容請閱讀科學月刊第610期】