太空中心、國網中心攜手合作 勾勒2026自製火箭上太空願景
- 林佩瑩/台北
國家太空中心及國研院國網中心皆隸屬於國科會轄下的財團法人國家實驗研究院,自2023年起,國家太空中心將轉型為行政法人。在行政院連續推動多期國家太空科技發展長程計畫,加上國家太空中心、國科會與產官學研共同努力下,過去幾年台灣在太空科技領域展現豐碩成果,透過自主研發、跨國合作等,完成福衛五號與七號的發射工作,分頭負責遙測影像、氣象等用途。截至目前為止,國家太空中心亦已順利建立自主研發能量及科研平台,更帶動40家以上廠商進入太空產業供應鏈。
而由國家太空中心自行設計製造的獵風者號氣象衛星(TRITON),預計在2023年3月10日於法屬圭亞那太空中心發射,搭載國內自行研發的全球導航衛星系統反射訊號接收儀(Global Navigation Satellite System-Reflectometry;GNSS-R),及10項台灣自主設計製造的關鍵元件與技術。在國家太空中心規劃中,此衛星將在低地球軌道上,蒐集由地表反射的全球導航衛星系統訊號,進行海氣交互作用、颱風強度預測等研究。其中,由於台灣受颱風影響甚鉅,所以該衛星還設定反演浪高、海面風速等資訊,進行颱風強度及路徑預測研究。
國家太空中心主任吳宗信指出,台灣投入自製衛星多年,近年已展現出成果,太空產業鏈也日益完整。目前台灣在衛星系統、次系統等部分,自行設計能力已達百分百,至於關鍵元件自製能力可望在2023年底前達60%以上。以2023年度即將升空的獵風者氣象衛星為例,即有成大、中大、工研院,及20幾家協力廠商投入,整顆衛星自製比達82%,當完成在太空環境中的實際測試與驗證後,將有助台灣廠商打進國際太空產業供應鏈。
太空科技進步快速 HPC扮演重要關鍵
成立於1991年10月的國家太空中心,主要是依照行政院核定的十五年「國家太空科技發展長程計畫」所設立,扮演台灣發展太空計畫的執行單位。期盼藉由衛星計畫執行,發展高成本效益且具競爭力的太空計畫,持續精進台灣本土的太空技術,擴散太空技術效益、建立台灣太空產業。
全球太空科技呈現驚人速度發展,如2021年4月19日,美國NASA的機智號(Ingenuity)小型實驗無人機,順利從火星地面起飛,且達到一層樓的高度,為人類探索未知太空寫下新的里程碑。在HPC領域有豐富經驗的吳宗信指出,全球在太空科技領域能快速進步的關鍵,在於HPC運算能力快速飆升,讓原本需要耗時、大量經費的複雜驗證工作,得以大幅縮短與省下經費。
吳宗信進一步表示,在發展太空科技過程中,由於有很多環境、事件都是屬於未知狀態,不可能仰賴傳統的實證作法,必須運用HPC以模擬方式,進行概念與可行性驗證。舉例而言,要確認火箭能否順利在月球降落,自然不可能先製造測試火箭確認能否飛到月球,再進行真正的火箭製造。唯一方法只能透過衛星收集的各種參數,在HPC上進行各種模擬與驗證,如火箭的外型、流體力學、電磁波等,乃至於太空人站上月球之後,可能面臨的各種狀況。
國網中心主任張朝亮指出,HPC對每個產業都非常重要,除太空科技之外,現今IC設計產業在設計先進製程晶片時,也同樣必須借重HPC強大運算能力,在設計軟體中進行各種驗證。此舉,可避免發生晶片生產出來之後,無法發揮預期效果,以至於耗費大筆成本與時間,而失去市場先機。
擴大投資HPC 扮演產業升級最大支柱
由於HPC對於每個產業都非常重要,現今世界各國都積極建置高效能的HPC中心。而負責提供台灣各產、官、學、研機構等高速運算服務的國網中心,也在政府挹注相關資源下,自2018年開始啟用台灣杉一號,近年來更分別增加台灣杉二號、台灣杉三號等主機,於各領域展現驚人的效益。
吳宗信說,綜觀全球,即便是以服務業、金融業為主的新加坡,也投注大筆資金打造HPC,發展ESG以接軌節能減碳的國際趨勢。相較之下,台灣的半導體、資訊產業居全球領先地位,加上擁有高科技、傳統製造等工業,相關單位投資在HPC金額卻不足,應該要擴大投資在此領域,同時協助各產業妥善運用此資源,才能達到帶動產業升級目的。
「雖然台灣在亞洲國家中,屬於HPC投資金額、算力的前段班,但卻是前段班中的後段國家,以台灣GDP、科技能力而言,絕對還有很大的成長空間。」張朝亮解釋:「由於台灣杉一號主機使用將達到5年,屆時勢必無法符合專案運作需求,所以在國科會支持下,目前已著手建置台灣杉四號主機,並規劃建置台灣杉五號主機,期盼全力擴大HPC主機能量,造福更多產業與研究單位。」
全力實踐2026 自製火箭升空 兩大單位攜手合作
面對全球太空產業的蓬勃發展,行政院也將太空產業列為「6大核心戰略產業」之一,全力推動太空技術與產業發展,培育太空科技人才,期盼達成「2026 自製火箭升空」的目標。為此國家太空中心將攜手國網中心,在2023年共同打造太空產業專屬的HPC平台,全力整合台灣太空產業能量,奠定未來20年台灣發展太空產業鏈的基礎。
吳宗信指出,2005年台灣即有發展國造火箭計畫,最後無疾而終。現今台灣太空產業鏈更為進步,結合國網中心的台灣杉主機運算能量,絕對有機會在2026年達成自製火箭升空的目標。
張朝亮說,國網中心除了全力協助太空中心達成2026年的目標外,也希望扮演台灣太空產業的技術後盾。所以在持續推動台灣杉四號、台灣杉五號計畫,提供高效能的HPC之外,也會收集太空中心在設計火箭、衛星過程中,所需的各種軟體,預先安裝在該平台之中,並投入相關軟體的研發,以便能縮短專案研發工作。發展太空產業首要工作之一,絕對是提升衛星與火箭的自主研製能量,而HPC則是扮演產業發展的重要後盾,能協助台灣太空產業進軍國際舞臺。