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SpaceX成功案例 值得台灣學習

台灣若能仿效SpaceX Starlink計畫,構築自主衛星網,不僅有助於國防,更能打開太空商機。SpaceX

科技部在台灣太空能力的著墨,我們非常認同,期待以太空中心主責的太空環境人造衛星部件測試平台能及早完備,取得國際太空認証,讓台灣有意願貢獻在提升太空能力的業界能夠及早獲得國家的支撐。

蔡總統第二任就職演說中宣示打造六大核心戰略產業包含了太空產業,我們認為是十分明智之舉,因為太空通訊人造衛星與網際網路息息相關,支配未來交通、醫療、救災、 先進製造、購物、 旅遊、金融,甚至其國防的各個層面。台灣不僅要能跟上國際,更須前進部署,走在世界的前端,就如當年政府力推半導體的決心。

另外,太空技術貢獻於國防的重要性也必須再次強調,從美、日、俄、中最近一連串的太空軍部署,便可窺一二。

2019年起,美國空軍多次配合SpaceX的Starlink系統,運用Starlink衛星通訊於先進戰場管理系統連結海陸空及太空單位,在實彈演訓中有非常優異的表現。2020年9月美國空軍首席採購官員威廉羅頗表示,Starlink提供即時戰場資訊及有效的軍事指揮訊號傳遞,使得軍方在第一時間能夠控制戰況,讓軍方驚艷。

他提到:「太空探索公司的衛星設計及佈建非常先進且具創意,有許多值得學習的地方。美國軍方在眾多層面必須妥善運用通訊於全球各地,隨時準備好扮演關鍵策略角色。可惜目前並沒有商業通訊服務可資運用。」

在多次實彈演習中,Starlink連結了為數甚多的空中及地表單位,其中包括波音的KC-135 Stratotanker空中加油機。在更早的實彈測試中Starlink也成功連結洛馬的AC-130炮艇。基於最新的「全域戰(All Domain Operations)」戰術思維,美國國防部規劃更依賴人造衛星。其策略是須要陸、海、空、太空及網路連結成一體,可以互傳共用資料,甚至控制或啟動各自的武器。而能夠達成這種連結的,便是SpaceX的Starlink系統,這種衛星數量龐大的Starlink禁得起少數個別衛星受到打擊,但整體Starlink仍維持正常運作。從日前新聞報導美日合作佈建1,000枚低軌人造衛星的計劃,即是此項戰略思維的考量。

至於中國,從美國「美中經濟與國家安全委員會」在2020年初提出的報告裡面對「中國的太空及反制太空能力和作為」,已經提出警示,指出中國早已把國家戰略提升到從太空控制軍事行動。面對海峽對岸整軍經武,台灣有不得不因應的壓力,也必須迅速強化太空安全。

另一方面,在可預見的將來,各國將會更積極布局人造衛星通訊,以掌握通訊及網際網路商業模式的商機。而其運用範圍包含了民生每一個面相如:交通、購物、 旅遊、金融、國防、醫療、救災、 先進製造等,為使用者提供高度快速、準確又機密的通訊網路。

全世界明顯的趨勢是從太空支持人類在地球表面或甚至海底及地底的活動,包括民生日常生活、科研、到軍事。在物聯網商業模式激勵下,網購市場、自動駕駛汽車,無人飛機、偵測雷達、醫藥衛生、高階製造、休閒娛樂 ,甚至農業生產等都迅速發展,並高度依賴快速、準確又機密的通訊網路,通訊人造衛星已成為先進企業不能沒有的一環。

人造衛星攸關民生與國防,台灣有成熟的完整技術自製人造衛星系統。就人造衛星電力發電系統及電力控制而言, 未來太空電力需求量估計高達每年3,000萬瓦, 年產值上看60億美元。 而目前全球的產能僅不到800萬瓦, 缺口超過2,000萬瓦,此乃台灣絕佳商機。

以台灣所擁有的世界一流半導體技術及資源,台灣已累積相當能量, 足以整合成為嫓美世界領導廠商的太空人造衛星供應鏈。特別是人造衛星電力系統,包括高效三五族發電鍺基板、三五族發電結構磊晶、晶片製程、高效電池製造、發電模組、電力控制及儲電系統等,台灣已具有這些技術的成熟廠商,能夠迅速投入,成為全球主力供應鏈。基於國防自主的需求及龐大民生商機,以台灣既有的基礎, 極有可能迅速整合產官學, 讓台灣成為全球人造衛星主力供應中心之一。

我們期盼台灣能正視人造衛星在軍事應用中造成的極大壓力,也更是機會。我們不能永遠期待友邦的支援及敵人的仁慈。台灣的一流科技有能力讓台灣不僅是全球科技大國,也成為太空大國。

台灣的太空科技發展可以從太空電力開始,因為太空電力系統的各個層面,都可以在台灣找到配合廠商,從高效三五族發電鍺基板、三五族發電結構磊晶、晶片製程、高效電池製造、發電模組、電力控制到儲電系統,皆有對應成熟廠商可以迅速投入,讓台灣成為全球人造衛星主要供應鏈之一。只是太空技術門檻甚高,而全球太空版圖正方興未艾,雖然未來市場有龐大的千億商機,卻不易整合各廠商。當然如果政府扮演有效的領導角色,情況就完全不同。

台灣廠商在開發初期如果有基本數量的訂單需求,那麼各自努力將可以預見到成果,積極投入的意願可以大幅提升。一方面台灣的國力可以因為進入太空而得以媲美國際大國,另一方面,台灣的太空科技及商機將可成為世界領導之一。我們誠摯的呼籲以國家的力量積極部署通訊人造衛星,這是一石數鳥的策略,一方面讓我們國防轉型,進入太空時代,另一方面,提供台灣廠商明確的機會,激勵業界投入太空人造衛星產業,更進一步也強化B5G的相關資訊轉型。

推動台灣人造衛星產業不僅是符合全球通訊發展的大趨勢,可開創數百億至千億美元商機,更是未來國防所不可或缺。期待政府展現決心,積極領導廠商,進軍通訊人造衛星市場。問題不在於是否台灣可以做到,而是在台灣是否有決心要做。我們希望再次強調一枚通訊人造衛星造價低於新台幣一億元,此乃SpaceX Starlink計畫人造衛星的估值。只須千億預算,就足以完整佈置人造衛星網。殷切期盼政府確立強化國防的太空戰略目標,有效佈置充分通訊人造衛星,提升即時預警功能及遠端操控打擊戰力。

美國辛辛那提大學榮譽教授,前北美洲台灣人教授協會會長,北美台灣工程師協會(NATEA)會員,FAPA永久會員,台灣TITA會員、副理事長。台大化工學士,美國麻省理工學院材料博士,曾任職於辛辛那提大學教授近30年及材料分析中心主任,1991年聯合國國際開發計劃顧問。2010年自美退休返台創立晶泰,致力於太空電力三五族多接面太陽能電池之開發,擁有專利十數篇。