台湾太空中心启动低轨卫星发展计划

国家太空中心正工程师蔡东宏。DIGITIMES摄

低轨通讯卫星市场在近期被产业视为重要的市场话题，尤其是在5G刚进入商业化发展阶段之初，产业界便已经思考如何进一步弥补5G技术的不足，因此低轨卫星通讯普遍被产业认为将是B5G乃至于6G技术发展的重要环结之一，而我国政府与学界也有意投入，为台湾科技产业舖路。

低轨通讯卫星市场的发展历程

国家太空中心正工程师蔡东宏表示，回顾通讯卫星的发展，最早可追溯至1962年的通讯卫星Telstar的升空，该卫星当时负责进行横跨大西洋两岸的美国与欧洲的卫星节目直播，1964年则是全球第一颗地球同步轨道卫星升空，所肩负的任务则是将东京奥运的开幕影像传回美国，这开启了通讯卫星的商业化之路。而一般的地球同步轨道卫星，大多的轨道运行高度，皆为36,000公里左右，该轨道的特色就是卫星位置固定，使用者随时可以与卫星通讯。

然而，同步轨道通讯卫星所处的高度相当的高，所以相对就需要较强的通讯能力，带动天线尺寸变大，电力需求也就有所提升，重量方面高达两吨以上的卫星亦所在多有。到了90年代以后，产业界开始思考能否以较低的距离来解决传统同步轨道通讯卫星的问题，吸引不少业者投入，像是Motolora、Teledesic与Globalstar等，但在当时碍于投入的时间较早，产业各方面的条件不甚成熟，加上地面通讯产业所投入的建置成本较为低廉，使得低轨通讯卫星产业的投资报酬率相当的低，Motolora与Teledesic分别在1999年与2000年以破产与关门收场。

不过目前全球仍有将近一半的人口无法享受到如先进国家的人民的通讯资源。而就通讯产业的发展来看，蔡东宏认为，低轨通讯卫星由于能够涵盖的通讯范围较大，与地面通讯的5G产业可以达到互补效果，将通讯产业的维度，从平面的二维转为立体的三维，不光是人们的通讯互联，机器之间也可以达到互联效果，所以这也是为何国外大厂纷纷进军低轨通讯卫星的原因所在，愈早投入在未来愈有机会获利。

以目前当红的SpaceX算是投入较早的业者，本身亦具有能够发射卫星的优势，向美国FCC (联邦通讯委员会)注册的卫星数量就已经高达一、两万颗之多。不过也有投入时机太早的业者，如OneWeb本身技术相当优异，无奈时机尚未成熟，最后面临破产危机，最后依靠英国政府的协助，才得以脱离险境。

台湾太空中心启动低轨通讯卫星计划，首颗卫星将于2025年升空

而台湾在低轨通讯卫星的发展计划，是在2020年由科技部与经济部的合作下开始启动，主要执行单位为国家太空中心与工研院。蔡东宏说明，太空中心自1992年就已经成立，像是遥测卫星、科学研究卫星与气象卫星等的开发都与国外有相当深入的合作，所以累积了相当丰富的经验，而工研院过去本就在通讯领域的研发有相当厚实的基础，双方就各自所长针对卫星通讯领域进行合作。

依照太空中心的规划，初期将会发射两颗通讯卫星，并且会采取时间错开的方式来发射，这麽做的主要理由在于，卫星在发射之后，在轨道上能够修改的工作十分有限，若第一颗的卫星有发现任何异常时，第二颗卫星可以在地面进行修正，避免第一颗卫星所发生的问题。而在时程上，预计2022年将会进行卫星系统的初步设计审查、2023年则会针对系统设计进行关键审查，预计2025年会完成整体卫星系统的测试，预计2025年将发射第一颗卫星。

而蔡东宏强调，由于发射卫星的成本其实十分高昂，甚至比打造卫星的成本还要来得高，太空中心在执行此一计划时，除了确保系统运作能顺利无虞外，成本考量亦是该计划的重点，所以太空中心预计将透过共载发射的方式，让太空中心的卫星能与其他卫星一同升空，借此降低发射成本，在2025年发射第一颗卫星之后，预计2026年将会让第二颗卫星升空。

这两颗卫星目前所预定的高度为600公里，涵盖的范围会是以台湾区域为主，届时会使用国家太空中心在新竹科学园区的操控中心进行卫星的操作，再搭配工研院建置在中兴院区的通讯地面站进行卫星通讯实验。在实务上，考量到卫星运行并非时常能与台湾地面站保持通讯，所以这两颗卫星的设计也会与位于36,000公里高的同步轨道卫星群进行通讯，再由同步轨道卫星将信号传回至台湾，尽可能拉长与台湾地面站通讯的时间。

借助发射成功经验，协助台湾产业发展

蔡东宏进一步指出，卫星本体大致上可以区分几个重要零组件，包括卫星电脑、飞行软件、太阳能板、飞行电池、姿态控制元件、热控元件、推进元件、通讯元件等，依据卫星任务的需求不同，在部分的功能上就会稍有变化。

像是遥测卫星负责进行地面拍摄的工作，所以卫星本身就需要高度的稳定性，避免照片品质下降。而随着B5G乃至6G概念已经在市场进入初期的讨论阶段，蔡东宏谈到，政府希望透过太空中心的卫星通讯计划的执行，进而带动台湾供应链能在全球卫星供应链中扮演重要角色，台湾产业链原本就与SpaceX的Starlink计划已经有初步的合作，若台湾供应链业者打算扩大与其他客户的合作，太空中心也有计划将这几年所累积的经验以及诸多太空验证测试方法加以技转，希望能协助台湾能在低轨卫星领域发光发热。