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SpaceX成功案例 值得台湾学习

台湾若能仿效SpaceX Starlink计划,构筑自主卫星网,不仅有助於国防,更能打开太空商机。SpaceX

科技部在台湾太空能力的着墨,我们非常认同,期待以太空中心主责的太空环境人造卫星部件测试平台能及早完备,取得国际太空认证,让台湾有意愿贡献在提升太空能力的业界能够及早获得国家的支撑。

蔡总统第二任就职演说中宣示打造六大核心战略产业包含了太空产业,我们认为是十分明智之举,因为太空通讯人造卫星与网际网络息息相关,支配未来交通、医疗、救灾、 先进制造、购物、 旅游、金融,甚至其国防的各个层面。台湾不仅要能跟上国际,更须前进部署,走在世界的前端,就如当年政府力推半导体的决心。

另外,太空技术贡献於国防的重要性也必须再次强调,从美、日、俄、中最近一连串的太空军部署,便可窥一二。

2019年起,美国空军多次配合SpaceX的Starlink系统,运用Starlink卫星通讯於先进战场管理系统连结海陆空及太空单位,在实弹演训中有非常优异的表现。2020年9月美国空军首席采购官员威廉罗颇表示,Starlink提供实时战场信息及有效的军事指挥信号传递,使得军方在第一时间能够控制战况,让军方惊艳。

他提到:「太空探索公司的卫星设计及布建非常先进且具创意,有许多值得学习的地方。美国军方在众多层面必须妥善运用通讯於全球各地,随时准备好扮演关键策略角色。可惜目前并没有商业通讯服务可资运用。」

在多次实弹演习中,Starlink连结了为数甚多的空中及地表单位,其中包括波音的KC-135 Stratotanker空中加油机。在更早的实弹测试中Starlink也成功连结洛马的AC-130炮艇。基於最新的「全域战(All Domain Operations)」战术思维,美国国防部规划更依赖人造卫星。其策略是须要陆、海、空、太空及网络连结成一体,可以互传共享数据,甚至控制或启动各自的武器。而能够达成这种连结的,便是SpaceX的Starlink系统,这种卫星数量庞大的Starlink禁得起少数个别卫星受到打击,但整体Starlink仍维持正常运作。从日前新闻报导美日合作布建1,000枚低轨人造卫星的计划,即是此项战略思维的考量。

至於国内,从美国「美中经济与国家安全委员会」在2020年初提出的报告里面对「国内的太空及反制太空能力和作为」,已经提出警示,指出国内早已把国家战略提升到从太空控制军事移动。面对海峡对岸整军经武,台湾有不得不因应的压力,也必须迅速强化太空安全。

另一方面,在可预见的将来,各国将会更积极布局人造卫星通讯,以掌握通讯及网际网络商业模式的商机。而其运用范围包含了民生每一个面相如:交通、购物、 旅游、金融、国防、医疗、救灾、 先进制造等,为使用者提供高度快速、准确又机密的通讯网络。

全世界明显的趋势是从太空支持人类在地球表面或甚至海底及地底的活动,包括民生日常生活、科研、到军事。在物联网商业模式激励下,网购市场、自动驾驶汽车,无人飞机、侦测雷达、医药卫生、高端制造、休闲娱乐 ,甚至农业生产等都迅速发展,并高度依赖快速、准确又机密的通讯网络,通讯人造卫星已成为先进企业不能没有的一环。

人造卫星攸关民生与国防,台湾有成熟的完整技术自制人造卫星系统。就人造卫星电力发电系统及电力控制而言, 未来太空电力需求量估计高达每年3,000万瓦, 年产值上看60亿美元。 而目前全球的产能仅不到800万瓦, 缺口超过2,000万瓦,此乃台湾绝佳商机。

以台湾所拥有的世界一流半导体技术及资源,台湾已累积相当能量, 足以整合成为嫓美世界领导厂商的太空人造卫星供应链。特别是人造卫星电力系统,包括高效三五族发电锗基板、三五族发电结构磊晶、芯片制程、高效电池制造、发电模块、电力控制及储电系统等,台湾已具有这些技术的成熟厂商,能够迅速投入,成为全球主力供应链。基於国防自主的需求及庞大民生商机,以台湾既有的基础, 极有可能迅速整合产官学, 让台湾成为全球人造卫星主力供应中心之一。

我们期盼台湾能正视人造卫星在军事应用中造成的极大压力,也更是机会。我们不能永远期待友邦的支持及敌人的仁慈。台湾的一流科技有能力让台湾不仅是全球科技大国,也成为太空大国。

台湾的太空科技发展可以从太空电力开始,因为太空电力系统的各个层面,都可以在台湾找到配合厂商,从高效三五族发电锗基板、三五族发电结构磊晶、芯片制程、高效电池制造、发电模块、电力控制到储电系统,皆有对应成熟厂商可以迅速投入,让台湾成为全球人造卫星主要供应链之一。只是太空技术门槛甚高,而全球太空版图正方兴未艾,虽然未来市场有庞大的千亿商机,却不易整合各厂商。当然如果政府扮演有效的领导角色,情况就完全不同。

台湾厂商在开发初期如果有基本数量的订单需求,那麽各自努力将可以预见到成果,积极投入的意愿可以大幅提升。一方面台湾的国力可以因为进入太空而得以媲美国际大国,另一方面,台湾的太空科技及商机将可成为世界领导之一。我们诚挚的呼吁以国家的力量积极部署通讯人造卫星,这是一石数鸟的策略,一方面让我们国防转型,进入太空时代,另一方面,提供台湾厂商明确的机会,激励业界投入太空人造卫星产业,更进一步也强化B5G的相关信息转型。

推动台湾人造卫星产业不仅是符合全球通讯发展的大趋势,可开创数百亿至千亿美元商机,更是未来国防所不可或缺。期待政府展现决心,积极领导厂商,进军通讯人造卫星市场。问题不在於是否台湾可以做到,而是在台湾是否有决心要做。我们希望再次强调一枚通讯人造卫星造价低於新台币一亿元,此乃SpaceX Starlink计划人造卫星的估值。只须千亿预算,就足以完整布置人造卫星网。殷切期盼政府确立强化国防的太空战略目标,有效布置充分通讯人造卫星,提升实时预警功能及线上操控打击战力。

美国辛辛那提大学荣誉教授,前北美洲台湾人教授协会会长,北美台湾工程师协会(NATEA)会员,FAPA永久会员,台湾TITA会员、副理事长。台大化工学士,美国麻省理工学院材料博士,曾任职於辛辛那提大学教授近30年及材料分析中心主任,1991年联合国国际开发计划顾问。2010年自美退休返台创立晶泰,致力於太空电力三五族多接面太阳能电池之开发,拥有专利十数篇。