台電月刊 - 打開電力新視野

福衛七號與臺灣的太空之路

飛越蒼穹 翱翔宇宙

681期

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文 張名榕 圖 吳志學

「三、二、一、發射!」隨著轟隆巨響,搭載著福爾摩沙衛星七號(FORMOSAT-7)的獵鷹重型火箭(Falcon Heavy)冒出熊熊火光,在密布的濃煙之中直衝天際,臺灣國家實驗研究院國家太空中心及美國甘迺迪太空中心響起一陣掌聲與歡呼,接下來的數分鐘內,完成任務的火箭元件陸續脫離,最終六枚衛星也與火箭分離,進入預定的軌道,於臺灣時間今(108)年6月25日正式宣告福衛七號發射成功,為臺灣航太科技史樹立了全新里程碑。

眾所矚目的福衛七號是臺灣與美國近十年來最大型科技合作案,由位於新竹的國家實驗研究院國家太空中心(以下簡稱太空中心)與美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)共同研發製作,總經費高達32億元。

太空中最精準的溫度計—福衛七號

被譽為「太空中最精準的溫度計」,福衛七號將取代民國95年升空的福衛三號,進行全球氣象資料蒐集及觀測的任務,氣象預報精準度也將因此大幅提升。

透過六枚衛星及獨步全球的掩星觀測技術,福衛七號,不受陸地、海洋等地形限制,也不受天候及夜晚影響,能提供更詳細豐富的大氣觀測資料,還能針對中、低緯度地區,加強分析周邊海域的颱風及西南氣流造成的影響,增進颱風、梅雨、豪大雨的預報準確度,因應極端氣候到來,對臺灣未來防災特別有助益。

在航太發展領域,福衛七號也創下多項紀錄,包括其使用的衛星操控及排程軟體都是國內自行研發,不再受國外技術限制,也建立起臺灣地面衛星操控軟體系統的自主能力,在在證明臺灣航太科技人才的傑出能力。同時,福衛七號的幕後推手之一,計畫總主持人朱崇惠也備受外界關注,她不僅是我國傾力培養出的太空專家,還是臺灣衛星計畫中首位女性主持人。

25年職涯 見證臺灣太空科技發展

受訓團隊在美國奮鬥的同時,臺灣的太空中心雛形也逐漸完備,朱崇惠回憶起太空中心剛成立時,連固定的場地都沒有,團隊成員全臺走透透,和多所大學租借工作場地,好不容易終於落腳新竹,「最難忘的就是從無到有的過程,看著設備、硬體、衛星、知識都漸漸建立起來,直到民國88年將第一顆衛星送上太空,心中真的很感動。」朱崇惠感慨地說。

民國83年進入國家太空中心,轉眼就過了25個年頭,儘管朱崇惠已是資深人員,對於科技的日新月異,還是常感到驚奇萬分。在早期,所有人都認為一枚火箭搭載一枚衛星是理所當然的事,但現在,Space X的獵鷹重型火箭可以搭載二十多枚衛星到不同的軌道,火箭還可以回收,觀念與實務間持續碰撞產生的創新與突破,是朱崇惠工作中的最大收穫。

關於福衛七號,還有哪些特殊的技術呢?福衛七號做得相當成功,穩定度傑出,其搭載的全球衛星導航系統無線電訊號接收器(TGRS),透過電波折射可以量測大氣內的溫度、濕度與壓力,這項技術以往都是用於探勘外太空,福衛三號與福衛七號是惟二運用這個技術來推估天氣的衛星。

福衛七號共有六枚衛星,由火箭發射到同一軌道後,每三個月會調整一次衛星高度,讓六枚衛星慢慢散開,進入不同的軌道面,每個軌道面相差60度,360度全方位蒐集地球的大氣資料,預估19個月後,所有的衛星都會就定位,每日能夠提供高達4,000筆均勻分布的大氣剖面資料。此外,衛星蒐集到的資料必須等衛星經過地面站時才能進行傳輸,臺灣地面站一次只能接收十分鐘,但美國在全世界都有地面接收站,這也是臺美合作的一大原因。

「解決人的問題比科學更困難」,朱崇惠坦言,福衛七號採取國際合作有許多優勢,不僅專案優先度提高,也可以節省經費、互通有無,像是臺灣缺乏的火箭技術可以由美方提供。而相互學習的除了技術還有管理方法,「有時候自己在國內做久了,想法與做法會定型,看看別人怎麼做事,會有不同的想法。」

這回和美國的太空探索技術公司Space X合作,就讓朱崇惠印象深刻,「我以一件技術外的事情為例,Space X的司機不僅可以跟我們談論相關知識,還對自家公司的產品非常了解,我在他身上看到敬業,還有以公司為傲的自豪,這樣的熱情也會傳染給眾人,給我們不一樣的動力。」

身為福衛七號計畫主持人,朱崇惠的關鍵任務之一是與英國廠商、美國官方、美國空軍等各單位間溝通,弭平衝突。例如:空軍顧問都是五、六十歲的長者,做事情比較謹慎小心,經常反覆要求確認大小事項,但廠商的作法則是照合約走,每多做一件事情都要收費。

「為了回答一個問題,廠商要派出額外的人力整理資料,可能需要好幾個小時、甚至好幾天,會耽擱他們原本規劃的進度。」而對太空中心來說,這會造成預算上的額外開銷,這時她就必須想辦法協調,「我也會提醒美方,確認問題的必要性,避免太過基礎或發散的問題。」另外,自從民國99年臺美簽署合作案以來,臺灣團隊從未變動,美國卻換了三個計畫主持人,每次都要花時間重新建立溝通模式,培養默契,也成為朱崇惠的一大挑戰。

教育推廣 埋下學子心中的火箭種子

福衛七號發射時,學界教授帶著許多國、高中生前往觀看,希望藉此引發青年學子對臺灣航太科技的興趣。朱崇惠認為若想從事相關產業,基本上數理底子要好,英文也要強,其他都可以「做中學」,畢竟當初她也是從基礎開始學起。她建議,國內大學以航太系和太空中心合作最為密切,是有志學子可以參考的目標。

而為了推動航太教育,太空中心不僅每年舉辦暑期夏令營,幫助學生涉獵太空科學知識,未來也希望於各大學開設「太空學程」,期待培育出更多優秀的航太人才。

最後,朱崇惠提醒莘莘學子,「這個工作沒有想像中或電影演的那麼酷炫,很多基本功必須花時間磨練,剛開始會比較辛苦。」她舉例,像是有時候跑模擬時參數設定錯了得修改 ,一整天的時間就沒了,有時候反反覆覆嘗試同樣的事,也不見得會有滿意的結果,但只要「耐得住煩」,最終就一定會有收穫。

對朱崇惠而言,能和頂尖人才共事,目送團隊研發的衛星航向天際,為臺灣和整個地球帶來貢獻,無止境的挑戰與成就感,讓她從未想過離開,未來也將繼續伴著臺灣的太空夢探索浩瀚星河。

走讀臺灣太空夢想地圖

1.台北國際航太暨國防工業展

兩年一度的世貿大展,最後兩天開放民眾入場,不但可一窺臺灣和國際大廠的航太科技成果,也能看見臺灣廠商如何以精良的製造品質,成為國際航空大廠的零件供應商。

2.臺北市立天文館

前身為臺灣第一個天文教育機構「臺北市立天文台」。目前館內設施包括使用虛擬實境與擴增實境技術模擬太空實際場景的展示場、宇宙探險區、宇宙劇場及圓頂天文觀測室等。

3.南瀛天文館

原為臺南縣政府以天文推廣教育為主要目的而設立的「南瀛天文教育園區」,民國99年縣市合併時改名為「南瀛天文館」,也和位於北區的臺南市兒童科學館合併為臺南市南瀛科學教育館。

4.國立自然科學博物館

中華民國國家十二項建設中,文化建設項目之下興建的首座科學博物館。該館館區由科學中心、太空劇場、生命科學廳、人類文化廳、地球環境廳與植物園所組成。

5.NASA黑客松

「NASA黑客松」為一國際性黑客松競賽,民國107年邁入第六屆,全球共有211個城市同步舉行,而107年也是NASA黑客松第二次在臺北舉行。

6.ActInSpace臺法太空創新黑客松

ActInSpace 是一個由法國國家太空中心所主辦的黑客松活動,民國107年臺灣以臺北市做為代表城市參與,舉辦「臺法太空創新黑客松」活動。

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