【Gene思書齋】革新世界經濟的第三次工業革命

要是海底電纜被截斷，馬斯克的星鏈又不幫忙？台灣會不會成為資訊孤島？

近年 SpaceX 不斷發射 Starlink，看起來野心滿滿，多到都成為光害了。

在烏俄戰爭爆發後，Starlink 為烏克蘭提供的不間斷網路服務，更讓全世界看見低軌道衛星通訊的重要性。

通訊戰已經逐漸打到太空，台灣也不遑多讓。今年 11 月 12 日，鴻海與中央大學合作的兩枚低軌道通訊衛星珍珠號，以及成功大學與智探太空合作的立方衛星「IRIS-C2」已經成功升空，三顆衛星都已經取得了聯繫。台灣，也能很快擁有自己的星鏈嗎？我們還欠缺哪些關鍵技術呢？

什麼是低軌道衛星？它可以取代海底電纜嗎？

在全民都會上網的現代，我們的電腦網路依靠光纖等實體線路，手機、WIFI 通訊則仰賴周遭的基地台，因此只要手機離基地台太遠，就會收不到訊號。未來，這些問題低軌道通訊衛星都能解決。這些在天上快速移動的衛星，只要數量夠多，就能覆蓋整個地球表面。因此不論你是在遠離基地台的深山，甚至是高空中的飛機，都能透過通訊衛星來連線上網。

除此之外，在 5G 通訊逐漸成熟的現在，下一代通訊技術 B5G 追求更快、更低延遲的數據傳輸，也會需要低軌通訊衛星來解決傳統基地台功率與覆蓋性不夠的問題。

但因為人口密集、土地面積小，台灣現在的無線網路服務覆蓋率已經很高了。台灣需要擔心的另一個問題是對外的海底電纜斷裂，使我們與世界失去聯繫手段。

除了要擔心戰爭爆發時敵人為了封鎖台灣消息，而主動破壞電纜以外。台灣周邊的電纜也常因為底拖網、抽砂船作業時被破壞，甚至天災都可能導致電纜被破壞。例如 2006 年恆春地震發生時，高屏海底峽谷就產生海底濁流，也就是海底的土石流。這股海底濁流一衝而下，破壞了呂宋海峽的數條電纜，不只影響了整個東亞以及東亞到美國、英國之間的通訊，包括許多跨國銀行交易。海底電纜斷裂的影響層面非常廣，2006 年恆春電纜斷裂事件發生後，還被聯合國國際減災策略署（ISDR）形容為「現代新型態災難」。

不論海底電纜斷裂的原因會是什麼，我們都需要有充足的準備來應對，而低軌道通訊就是其中的首選。

目前全球有在發展低軌道通訊的不只有 SpaceX 的 Starlink，其他還有 Amazon 的 Kuiper、加拿大的 Telesat 和由美國、歐洲、日本等企業投資的 EutelSat OneWeb 等等。

當然，其中最受矚目的當然還是 Starlink，而且它的發展速度真的有夠誇張。Starlink 在 2020 年才開始在北美提供服務， 去年 4 月我們製作了一集節目在介紹 Starlink，當時就已經總共有 2,000 顆星鏈衛星被發射上太空，服務使用者有 25 萬人。到了今年 8 月，短短又 16 個月經過，在低軌道運行的衛星數量，從兩千顆增加到了 4500 顆，用戶人數從 25 萬人暴增到突破 200 萬人，這肯定是打了針或是吃了藥。當然，訂閱 Starlink 的服務可能需要考慮考慮，但訂閱泛科學頻道，請不要再考慮了，就在這邊，趕快按下去吧！ 然後別忘了，SpaceX 的野心，是在天上佈下總計 42000 顆的通訊衛星，大約是現在數量的再十倍，當這個目標達成時，我們的通訊手段可能將迎來天翻地覆的變化。

你可能好奇，這些距離地面遙遠的通訊衛星，能提供多快的上網速度？會不會衛星通訊到頭來只是個噱頭？在光纖電纜的技術進步下，海底電纜的速度確實已經非常快，傳輸速度是低軌衛星的五千到十萬倍左右，這根本是阿烏拉對上芙莉蓮，只有被虐的份啊！

世界越快心則慢，但網路越慢心更急。Starlink 到底夠不夠用呢？依照 Starlink 實際用戶的實測回饋，雖然星鏈服務的 Ping 值多落在 15~60ms 左右，下載約 100 Mbps，上傳約 15Mbps，但對於一般消費者來說已經算是能接受的了。尤其對於偏遠地區、研究站的通訊，又或是未來 B5G、6G 物聯網中，與大量自動駕駛汽車、智慧裝置的連動，通訊衛星都將成為可考慮的另類選擇。

但如果我們未來不想只看馬斯克或是大公司的臉色，勢必需要發展屬於自己的通訊衛星。那麼，發展一顆通訊衛星，需要哪些技術呢？

低軌道有多「低」？低軌道通訊衛星需要哪些技術？

實際上，在低軌通訊衛星出現之前，我們早就有使用衛星進行通訊的經驗，例如衛星電視使用的廣播衛星。然而廣播衛星和低軌道衛星卻有著完全不同的設計邏輯，這是挑戰，也是機遇。

廣播衛星位於地球同步軌道，距離地面約 4 萬 2 千公里，優點是距離地面遠，因此一顆衛星的覆蓋範圍極廣，只要三顆衛星就能覆蓋地球大部分地區。缺點就是距離地面真的太遠了，就算以光速傳遞訊息，來回 8 萬 4 千公里，就有 0.28 秒的延遲，想必沒有人希望用這種速度來上網。 而低軌道衛星，例如 Starlink，就將他們的衛星分布在距離地面 350 至 1500 公里之間，只有地球同步軌道的 120 分之一到 28 分之一的距離和訊號延遲。反過來說，低軌道的優點是延遲短，缺點就是覆蓋面積小，因此才需要那麼多的衛星來覆蓋整個地球。

再來，在天線的設計上也完全不同。接收廣播衛星訊號的天線，就是我們暱稱為小耳朵的衛星碟形天線，通常設計成凹面鏡的樣子。根據光學原理，平行光入射凹面鏡後，會聚焦在焦點。也就是說，接收器不是圓盤本身，我們會將接收器放置在焦點來接受最強的訊號。除了小耳朵之外，大型電波望遠鏡的設計，也是出於同樣的原理。

Starlink 的做法則不是這樣，因為用戶不只有接收訊息，還需要發送訊息。Starlink 的天線，是一個稱作 Dishy McFlatface 的小圓盤，只是後來變成方形了就是了。當你在自家屋頂或庭院設置了 Dishy，它內建的 GPS 會鎖定自己與附近 Starlink 衛星的位置，並且建立點對點的雙向資料傳輸。

重點來了，要做到點對點的傳輸，代表這些電磁波訊號不能再是廣播衛星那種廣發的波狀訊號，而是要聚集到一條又窄、能量密度又高，如同雷射般的筆直路線上。

有在看我們節目的泛糰肯定有印象，這是我們今年第三次提到這個技術了。沒錯，在無線獵能手環還有宇宙太陽能這兩集中，都有遇到需要遠距傳遞電磁波能量或訊號的情況。其實用到的技術都相同，那就是波束成型（Beamforming）。誒，我們都報明牌那麼明顯了，還不趕快找概念股，然後訂閱一下泛科學嗎？

一般來說，電磁波都會如同水波般向外發散，波束成型會先把一個訊號源拆成數個小訊號源，將這些訊號源排成一排，並且控制大家的相位。在電磁波的互相干涉下，就會形成一條筆直前進的電磁波。你可以想像一群本來正各自單兵作戰的士兵，透過整隊與喊口號將大家都動作同步，那麼這些士兵就會一起筆直地朝一個方向前進。在比較舊的 Dishy 型號中，寬 55 公分的圓形接收器上，裡面共有 1280 個六角型，每個六角形裡面都是一個天線，這些天線在波束成型後，會構成一個筆直、能量又強的電磁波束，與天上的衛星展開通訊。

咦？但衛星一直在動啊，難道天線也要一直追著衛星跑嗎？其實不用，我們只要對這群士兵下向左轉、向右轉的口令就好。例如我們喊向左轉，那只要左邊的士兵步伐放慢，右邊的士兵加快速度，就能完成轉向。同樣的道理，我們只要改變每個訊號源發出訊號的時機，改變每個波的相位，就能讓干涉出的訊號朝向特定角度，而不用機械式的移動天線本身。而能做到這種功能的天線，我們稱為相控陣列天線。

知道了地面天線如何和低軌道通訊衛星取得聯繫後，還沒完。這些丟出去的指令，衛星收到了沒錯，但如果你想要連上網際網路，最終這些訊號還是要能連上有線網路。

在星鏈 1.0 時，每顆 Starlink 衛星都是單獨運作，衛星在接收地面天線發出的訊號後，會傳遞到附近的地面接收站 Gateways，接著 Gateways 一樣會走光纖電纜的方式與網際網路連接，讓用戶得以上網。地面接收站一般設有 9 個雷達天線，每個直徑 2.86 公尺。衛星本體，例如 Starlink 2.0 上，則配有四個陣列天線，兩個用來與使用者相連，兩個連向地面接收站。

然而，這樣的設計限制了 Starlink 的服務，因為這代表地面接收站與你的天線，必須同時在同一顆衛星的訊號範圍內。但是低軌衛星的覆蓋範圍又不大，一個地面站只能照顧方圓 800 公里內的用戶。因此如果你家附近沒有地面接收站，抱歉，你還是收不到訊號的。如果你在廣闊的大海上，就更不用想了。再來，就算 Starlink 提供全台灣的無線網路服務，但如果這個地面接收站就設置在台灣，那麼當台灣的對外海底電纜斷了，就一樣回天乏術，星鏈的設置可說是毫無價值。

SpaceX 當然也想擺脫地面接收站的束縛，況且如果到了海上就收不到訊號，那可遠遠無法稱上「全球通訊」。因此到了 Starlink 2.0 時，衛星間通訊技術 LISL (Laser Inter Satellite Link) 全面安裝到了衛星上，藉由衛星間的通訊，取代海底電纜的作用，進行跨地區的通訊服務。你看，現在不只海底有資訊高速公路，在天上也出現了網路任意門。比起過去衛星間使用的無線電傳輸，使用 LISL 技術的衛星與衛星之間，用的是雷射。雷射傳訊不僅頻寬較寬，因為光在真空中的速度是最快的，比在光纖中還快。因此與海底電纜相比，傳輸速度反而有可能更快，衛星間的雷射通訊技術，也成為目前太空研究領域中非常重要的一環。

在通訊研究中，除了硬體技術的革新外，另一個最大的問題是，如此龐大的星鏈星座網路該怎麼設計？如何選擇地面天線要與哪個衛星通訊？每個衛星該攜帶多少個雷射發射器與接收器？資料傳輸要經過幾個衛星，才不會因為過多的路由，造成網路延遲飆升。哇～諸如此類的網路設計難題，都是因應通訊衛星而生的新型態網路結構所需面對的課題。而當這些問題被解決，那麼 Starlink 將真正全面擺脫地面接收站，並且能向地球上任何一個角落提供不受限的網路服務。

台灣的低軌道通訊衛星

根據中央社報導，台灣和 SpaceX 從 2019 年開始就展開嘗試性商談，但至今仍未能談妥。今年 11 月 14 日，中華電信成功與另一家公司簽署了台灣低軌衛星的獨家代理合約。這間搶在 SpaceX 之前簽約的公司，就是前面也提到過的 Eutelsat OneWeb。相較於 SpaceX 已經發射升空的 Starlink 大約有 4500 顆，Eutelsat OneWeb 現在的低軌衛星數量大約有 600 顆。台灣的目標，則是在 2024 年底前，布建國內 700 個、國外 3 個非同步軌道衛星的終端設備站點、以及 70 個將資訊候傳的設備站點，建構能完整覆蓋全台的衛星通訊。

除了與現有的低軌道通訊服務公司簽約外，在打造自製台版星鏈的道路上，也傳來令人振奮的消息，就在簽約的兩天前，11 月 12 日，由中央大學與鴻海科技集團共同研發的珍珠號 PEARL-1C 和 PEARL-1H，兩顆立方衛星升空，並且與地面取得聯繫。搭載的儀器除了中央大學的電離層探測儀之外，還包含了 Ka 頻段的通訊酬載以及剛剛介紹的相控陣列天線，希望能為台灣自製的低軌道衛星通訊打下基礎。

國家太空中心則預計在 2026 年，將第一顆低軌通訊衛星送入太空，2028 年發射第 2 顆。希望能推動 B5G 的發展，並成為發展台版星鏈的敲門磚。

目前台灣的太空領域，許多的技術都正在發展、測試階段。除了這集提到的相控陣列天線、衛星間通訊技術，還有這集還來不及提到的長時間航行的充電問題、姿態校正問題，甚至是未來自行發射衛星的所需要的火箭科技，都需要一步步來解決、實踐。而且根據太空中心估計，至少要擁有 120 顆低軌道通訊衛星，才能確保全台 24 小時的通訊都不間斷，要達成這個艱鉅的任務，我們還有好多路要走，好多衛星要升空。

但千里之行，始於足下，千星之鏈，始於發射架。從福衛系列衛星到獵風者衛星，台灣的太空路線越來越鮮明，也讓人期待包括火箭、衛星到通訊技術的未來發展。

這集我們以 Starlink 為例，詳細的介紹了低軌通訊衛星的重要性，以及需要面對的技術突破。

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參考資料

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• https://www.space.com/spacex-starlink…
• https://news.pts.org.tw/projects/taiw…
• https://iknow.stpi.narl.org.tw/post/R…
•   / list_of_confirmed_starlink_speed_tests  
• https://www.eettaiwan.com/20230130ta3…
• https://case.ntu.edu.tw/blog/?p=41279https://technews.tw/2021/04/23/leask-…
• http://esrpc.ncu.edu.tw/public/focus/…
• https://jictcms.itri.org.tw/xcdoc/con…
• https://www.cna.com.tw/news/aipl/2023…
• https://www.ttc.org.tw/News/more?id=e…

通過患者主導的研究和患者主導的行動主義，
患者似乎正在編寫第一本關於長新冠的教科書

（Amali Lokugamage, 2020 而後被世衛總幹事引用¹）

時空回到 2020 年 5 月下旬，台灣的新冠疫情頭條新聞是國內新冠肺炎疫情趨緩，連續超過一個月沒有本土確診病例，然而全球確診數卻已衝破 500 萬大關 ²。那是台灣全民和網路社群每日為 +0 歡欣鼓舞的日子，清零台灣很難想像其他國家在疫情狂飆下的生活樣貌。

全球大部分國家在封城與疫情無法控制的脈絡下，原本防疫科學辭典裡沒有的名詞，在 2020 年春季歐美英語使用者的網路社群中漸漸流傳開來。由於網路社群媒體允許患者在封鎖與身體狀態不佳的限制下，在網路社群中相互尋找和資訊交流，產生共鳴與共識進而發展出一個共通術語，也就是我們現在熟知的「長新冠（Long COVID）」或國內較不熟悉的另一個相似詞「長途運輸者（Long-hauler）／長途運輸的新冠 （long-haul COVID） ³」。

我們現在知道的「長新冠」已不是網路世界中的虛擬事件，而是科學家和國際組織認定的「科學物件 （scientific object）」。世界衛生組織正式定義：新冠後症狀（Post COVID-19 condition ），簡稱長新冠（Long COVID） 是指在初次感染新冠病毒三個月後繼續或出現新症狀，症狀持續至少兩個月，無法用其他診斷來解釋的病症 ⁴。長新冠患者的發病率也從早期研究的 10%，20% 至近期《自然》期刊《科學報告》⁵ 所敘述的 30-60% 。此篇論文主要提出感染新冠兩年後仍對免疫系統造成不良影響，再次令人不僅感嘆新冠的長尾還真是長，不過我們關注的焦點是論文中的這段敘述：

“有趣的是「長新冠」一詞是由倫敦大學考古學家艾爾莎・佩雷戈（Elsa Perego）在推特上推廣來自患者創造的術語而興起的。”

這個來自 2020 年春天「患者創造的術語」， 2021 年 10 月 6 日世衛公布長新冠的正式定義，雖然使用的是「新冠後症狀（post COVID-19 condition）」，但長新冠仍是最通用的術語。在今年（2023）的 7 月 31 日美國衛生與公眾服務部（Health and Human Service, HHS）宣布正式成立「長新冠研究與實務辦公室 （the Office of Long COVID Research and Practice）」，同時也啟動了長新冠的臨床試驗 ⁶。這場網路社群的公眾參與科學論述理念，由下而上的草根運動，進而引起廣泛群眾社會良知並驅動科學家研究，最後促成相關政策組織的成立過程，即是社會學家所稱的「公民科學（citizen science）」⁷ 。

那麼我們不禁好奇，這一切是如何開始的？

現在若按照世衛的「長新冠」定義，感染三個月後持續二個月症狀合計至少五個月的病程，那麼文獻上 2020 年 5 月這個時間點，反應了歐美國家初期大規模感染後，累積一定數量患者在確診後「理論上康復」但卻持續有各種症狀困擾的情形。當時各國的衛生當局和醫療機構尚未認識到新冠感染造成長期後遺症的可能性，而世衛最初資訊亦表示新冠輕症感染者的病程平均持續兩周。

佩雷戈在 2020 年 5 月 20 日（英國時間）是目前文獻上記載最早的長新冠推文，後續網路社群媒體陸續出現如圖一所標示與長新冠有關的主題標籤。佩雷戈與其他科學家 2020 年 9 月發表了一封公開信，標題是「為什麼我們需要患者所提出的『長新冠』術語」，說明長新冠一詞強調了當時輕症卻持續超過二周以上的多種後遺症，這個術語有助於認識新冠發病機制本身具有特異性，而術語本身的簡單性和力量則有助於在全球範圍內爭取公平認可，並確保公眾在接觸新冠風險時，瞭解感染的潛在長期影響 ⁸。

圖二摘要描述 2020 年自 5 月起長新冠公民科學形成的過程，主要依據佩雷戈與英國格拉斯哥大學人文地理學教授菲麗西蒂・卡拉德（Felicity Callard）、英國劍橋、牛津等大學研究學者梅洛迪・特納（Melody Turner）等人記錄這場 2020 年公民科學發展過程的三篇論文 ^{9, 10, 11}。

以 2020 年自 5 月的第一條推文，推特社群與其他網路媒體（如臉書、 Slack 和 WhatsApp 社群）快速構建，並在此過程中引入了長新冠作為一種社會條件，導致在短短的三個月內被世衛確認長新冠為一種醫療狀況：世衛國際疾病分類（International Classification of Diseases 11th Revision, ICD-11）正式定義長新冠為新冠後症狀，圖二最後以《自然》期刊編輯於該年 10 月發表的公開呼籲做結：「長新冠：讓患者協助定義長新冠症狀」副標題：長新冠症狀的術語以及康復的定義必須納入患者的觀點。

「從一條相當不起眼的推文（引入了一個新的主題標籤，最初只被『點讚』一次），在短短三個月內轉變為世衛使用的詞」佩雷戈回憶說明， #longcovid 的使用呈指數級增長。一週內從社群媒體轉向印刷媒體，短短一個月醫學期刊從討論、呼籲、科學家開始下定義、到「長新冠」的引號在主流媒體與科學期刊內容消失，直接使用長新冠一詞，三個月後 2020 年 8 月 21 日在世衛新冠技術負責人瑪麗亞・范克爾霍夫 （Maria Van Kerkhove）聯繫英國的長新冠 SOS 組織（LongCovidSOS）了解宣導者要求後，世衛組織總幹事在線上會議與長新冠宣導者討論這一個疾病。

患者症狀故事：新冠不只影響肺部

佩雷戈與卡拉德指出，長新冠患者在網路社群的公民運動中通過與其他經歷長期後遺症患者集體分享而出現，提供了後來科學的新知，其貢獻包括：口頭、書面、視覺敘述、證詞和論點以及宣傳和政策干預，對傳統科學提出了挑戰，例如在大流行初期的新冠公眾資訊傳遞過程中僅限對肺部影響的討論，長新冠網路社群則協助擴大範圍。

2020 年 4 月一篇廣為流傳的推文，而後經由報紙專欄強調這位患者的後遺症「純粹是胃部症狀」而不是肺部系統，其他患者的多重器官後遺症則陸續在各種平台上，各自分享自身的醫學檢查，要求醫療單位進行更深入調查並向傳統研究團體致電等。現在這些「症狀故事」已在許多科學期刊的出版物中得到驗證，換言之，這些患者不僅提供了早期複雜的症狀，更有助於修正新冠損害的範圍，強調了需要關注所有潛在的面相，並提供有關疾病的機制和治療方法的假設。

特納等人 2023 年發表的研究，在論文中提到是特納本人經歷長新冠症狀後與其他研究人員著手展開的。她反思自己的經歷如何影響她的研究，並質疑患者如何以及為何能在各種醫療機構前識別出長新冠，進而質疑傳統實證醫學的過程。他們蒐集整理 3 萬多筆帶有 #longcovid 和 #longhauler 標籤推文，進一步語意分析 974 條推文內容中的關鍵字後歸納指出：推特使用者最初將長新冠描述為一種無情、多器官、致殘的疾病，卻也因當時公眾和醫療機構缺乏認知，這些推特使用者面臨著恥辱和歧視的不公平待遇。但這些長新冠的早期推特使用者，後來被研究記錄為長新冠最初經歷的科學實證者，藉由此次的集體社會運動 （collective social movement）對長新冠患者的醫療保健需求建立共識。

同時另一個推特標籤 #researchrehabrecognition （#研究康復認知）也引起了世衛總幹事譚德賽的注意，最後承認長新冠問題並力促解決，特納等人解釋，長新冠患者賦予疾病經歷的含義在很大程度上被理解為有價值的知識形式，可以更全面地認識和治療病情及其影響，這些公民知識通過塑造臨床醫生與患者討論診斷的方式來直接影響臨床實踐，提高了就治療方案和任何建議的生活方式改變達成共識的能力。

長新冠公民運動：衛生服務部門的具體回應

佩雷戈與卡拉德提到的另一個網路社群運動也使得英國政府不得不採取具體行動。 2020 年 7 月，患有長新冠的英國南安普敦大學公共衛生教授尼斯林・阿爾萬（Nisreen Alwan）發起了社群媒體活動「＃計算長新冠（#CountLongCovid）」，強調迫切需要正確的康復病例定義、收集數據的標準化方法以及大量基於人群的樣本資料，呼籲政府全面收集監測長新冠。

9 月，網友結合「六個月前」脈絡在推特上集合紛紛留下個人長新冠前後的對比故事。現在我們可藉由應用程式 Thread Reader App 將此推文串合併，一窺當時網路社群如何串連長新冠的個人經歷 ¹²。 2020 年底英國國家統計局公布，「長新冠」監測數據，證實了真實患病率可能比以前認為的要高得多、患者症狀持續三個月或更長時間 ¹³。

另外針對兒童和青少年的長新冠症狀， 2020 年的 #兒童長新冠（#LongCovidKids）運動亦促成了英國國會跨黨派國會新冠小組（All-Party Parliamentary Group on Coronavirus in the UK）在 2021 年 1 月舉行的兒童長新冠公聽會，今（2023）年 2 月 16 日世衛也公布了兒童和青少年版長新冠的正式定義 ¹⁴。

特納等人綜合歸納 #longcovid 推文標籤的六個主題：

1. 個人長期恢復
2. 看不見的疾病，例如考慮最初對長新冠缺乏認識可能是一種孤立和無形的體驗
3. 意外族群，如參與者對觀察結果表示驚訝和擔憂，許多長新冠患者很年輕而且以前「身體健康」
4. 通過量化進行驗證，如對疫情統計資料和醫療系統有限投入的憂慮，強調最初兩週的定義的不足，要求通過監測計算患者發病率來了解病情
5. 支持和研究的需要，如推特使用者擔心由於知識的缺乏，醫療機構可能無法充分提供醫療保健服務或投資長新冠的研究，因此使用 #researchrehabrecognition，最後獲得世衛的重視
6. 衛生服務部門的認可

如推文中參與者評論醫療機構如何逐漸意識到長新冠與受到官方醫療保健的認同，如當時的美國首席醫療顧問安東尼・福奇以及世衛譚德塞，從而創造了衛生服務部門的具體行動以及為社會和科學新的認識契機。

網路社群媒體的開放性

網路社群在 2020 年經歷了所謂的醫療煤氣燈（medical gaslighting）效應，當他們處於科學對長新冠不確定性的大環境時，經常覺得被敷衍或誤診，就像是 1944 年經典電影《煤氣燈下》（Gaslight）明明房間裡煤氣燈忽明忽暗，但影片中的老公卻堅持一切正常，這些求助無門的人們，經歷許多令人沮喪的醫療保健挫折，藉由網路群眾的長新冠公民運動，將確診後揮之不去的各種後遺症和醫療狀況與具有相同經歷的人們聯繫起來，以尋求資訊、支持和認可，最終獲得了疾病的驗證和社會的支援 ¹⁵。

特納等人分析推特如何促進集體社會運動的形成社會共識，通過社群媒體的公開和開放的系統，推特的社交網絡使得以前互不相干的使用者能夠分享這些情緒、資訊與交換知識，從普通公民、醫生、科學家到世衛總幹事等知名人士。推特與其他社交網站（如臉書和 Slack ）使用方法不同，後者的長新冠社群多是封閉群組，限制公開分享；推特則在長新冠的推文中具有「去中心化」的特性：如沒有單一的意見領袖、使用者間訊息自由流動等。

例如推特使用者廣泛分享了 #research 、 #rehabilitation 和 #recognition 等單獨術語。 最終，使用者將這三個術語合併成 #researchrehabrecognition ，此標籤的演變展示了集體決策的過程，旨在挑戰長新冠患者由最初缺乏醫療認可和醫療保健規定而面臨的公民知識需求和認可狀態。

長新冠患者的知識因民眾直接地發起參與研究自己或社區、社群的環境和健康危害，提高學界醫界對新冠的新認識，知識從患者通過媒體傳播到正規的臨床和衛生政策管道，就像特納等人的分析，長新冠從一種看不見的疾病轉變為一種公認的疾病。

這些網路社群推文積極的行動，達成的集體共識足以令人信服地向包括世衛在內的醫療機構證明，儘管缺乏傳統的實證醫學，但長新冠是一種真實的疾病。一群網路公民在 2020 年集體編寫了第一本關於長新冠的教科書，此刻我們見證了網路社群的群眾力量，不僅促成了現實世界的真實變化，確保對醫療保健供應的認可，也揭開了科學研究的新序幕。

參考資料

1. Lokugamage A, Rayner C, Simpson F, Carayon L. We have heard your message about long covid and we will act, says WHO. The BMJ. Published September 3, 2020. ↩︎
2. Yahoo News：國際新冠肺炎疫情還在燒 全球確診數破 500 萬大關 ↩︎
3. 目前已知「長途運輸者」在佩雷戈論文中引用來自 2020 年 6 月的推文：「長途運輸新冠戰士」的患者召集人艾咪・沃森（Amy Watson） ，她從她接受測試時戴的卡車司機帽子中衍生出來：https://twitter.com/katemeredithp/status/1277316840453267456 ↩︎
4. WHO：https://www.who.int/europe/news-room/fact-sheets/item/post-covid-19-condition ↩︎
5. López-Hernández, Y., Monárrez-Espino, J., López, D.A.G. et al. The plasma metabolome of long COVID patients two years after infection. Sci Rep 13, 12420 (2023) ↩︎
6. HHS News： https://www.hhs.gov/about/news/2023/07/31/hhs-announces-formation-office-long-covid-research-practice-launch-long-covid-clinical-trials-through-recover-initiative.html ↩︎
7. 泛科學、左岸文化 (2018/05/17)，什麼是公民科學？誰是公民科學家？ ↩︎
8. Perego, Elisa, et al. “Why the patient-made term ‘long covid’ is needed.” Wellcome Open Research 5.224 (2020): 224. ↩︎
9. Callard, Felicity, and Elisa Perego. “How and why patients made Long Covid.” Social science & medicine 268 (2021): 113426 ↩︎
10. Perego, Elisa, and Felicity Callard. “Patient-made Long Covid changed COVID-19 (and the production of science, too).” (Feb. 2021) ↩︎
11. Turner, Melody, et al. “The# longcovid revolution: A reflexive thematic analysis.” Social Science & Medicine (2023): 116130. ↩︎
12. Thread Reader App＃計算長新冠（#CountLongCovid）與“六個月前”結合的網頁: https://threadreaderapp.com/convos/1308678318821199872 ↩︎
13. 英國獨立報 The Independent (16 December 2020) ，https://www.independent.co.uk/news/health/coronavirus-long-covid-ons-data-b1774821.html ↩︎
14. WHO：A clinical case definition for post COVID-19 condition in children and adolescents by expert consensus, 16 February 2023 ↩︎
15. Russell, David, et al. “Support amid uncertainty: Long COVID illness experiences and the role of online communities.” SSM-Qualitative Research in Health 2 (2022): 100177 ↩︎

要核能、綠能、還是天然氣？大家不用吵了，因為讓我隆重介紹，宇宙太陽能準備登場，地球將進入能源自由，人類文明將邁入下一個時代！

雖然只是邁入第一步，但我沒有在開玩笑，美國、日本、歐盟、英國都陸續展開宇宙太陽能計畫，預計在太空中布下大量太陽能板，將取之不盡的能量，不分晝夜、不分天氣地將能量源源不絕的傳回地球。而且第一階段的測試，已經在宇宙中測試成功了！

宇宙太陽能真的可行嗎？我們離能源自由，還有多遠？

為什麼要去太空中進行太陽能發電？地面太陽能的困境

台灣要選擇哪種能源配比，各方論點各有道理。而同樣的問題，不只是台灣，對世界各國來說都是爭論不休的議題。面對這樣的困境，竟然有人提議往太空探索，去太空中進行大規模太陽能發電，並將能量傳回地球，成為宇宙太陽能電廠，一舉解決所有能源問題。可是就算不去太空，在地面上的太陽能近年來成長迅速，安裝量和產量都持續增加，為什麼非得跑到太空中去做一樣的事呢？

雖然太陽能板的設置成本近年來降低很多，能不能穩定發電卻要看老天臉色，而且需要的佔地面積廣大。世界上只有少數幅員廣大，日照充足的國家可以打造 GW 等級的太陽能發電廠，像是印度，中國，以及中東地區。許多地方例如台灣，多以民間業者小規模發展為主，很難建設大規模的太陽能發電廠，如果要大規模使用農地、魚塭、屋頂種電，也有許多問題等待解決。

不過只要把太陽能搬到外太空，就可以大喊：「解開束縛、重生吧！太陽能，我還你原型！」

首先，太空中可以接收到更多的陽光。由於太空中沒有夜晚，所以軌道上的衛星幾乎可以 24 小時暴露在陽光之下。此外，太空中的陽光不會像地面上的冬天或傍晚，有傾斜入射的問題。太陽能板可以隨時指向太陽的方向，和太陽光的方向保持垂直，接受百分之百的陽光照射。根據計算，同一塊太陽能板放在太空中可以接受到的陽光量至少是地表的三倍以上。

另外，地球的大氣其實幫我們阻隔了許多陽光，保護地表上的我們不會被瞬間曬傷。就算是晴朗無雲的日子，大氣層還是會散射掉許多的陽光。太空中的太陽輻射比地表強上不少，大約多了 40% 左右。

綜合前面所說的，只要把現有的光電材料放到衛星軌道上，就可以輕鬆獲得約四倍的發電量。此外還不需要任何占地，不會對環境生態帶來負面影響。

太空種出的電要怎麼運回地球？

你可能會好奇，在太空中收穫這麼多太陽能，要怎麼運回地球給大家使用呢？難道要存在電池裡再回收嗎？科幻大師艾西莫夫早在 1941 年就想過這個問題了。在他的短篇小說《理性》中，各個太空站會再收集太陽能之後，用微波光束將能量傳送至不同行星，也就是遠距無線傳輸能量。

雖然這種技術在當時屬於科幻情節，但現在的我們知道這樣的技術在原理上可能辦到的。在我們介紹無線獵能手環那集，我們有提到電磁波傳遞能量的問題，就是能量會以波源為中心向外發散，並且能量隨著距離快速衰減。想要高效率傳輸能量，如果不想接條線，就必須使用指向性的波源，將能源都集中到一點。

現在，我們使用多個天線組成陣列，並調整他們的相位，讓各個天線發出的微波產生干涉，形成筆直前進的單方向微波束，將能量精準發射到遠處的一個點。除此之外，因為選擇的電磁波頻段是微波，就像手機訊號可以穿過牆壁到你的手機一樣，特定頻率的微波也能穿透大氣層或雲層的阻擋。即使地球上的我們是下雨天，宇宙太陽能仍能透過微波將能量傳至地表，大幅降低天氣造成的影響。

所以，只要把所有太陽能板發射到地球同步軌道上，讓它們在軌道中展開，組裝成大還要更大，邊長長達數公里的超大太陽能板。這樣空中太陽能發電廠就會一直維持在天空中的某一點，地面的我們，只要蓋個微波接收站就可以了。當然要將所有設備發射到地球同步軌道上所費不貲，較可行的做法是先用火箭將衛星射入高度較低的低地球軌道中，再利用衛星本身的離子噴射等方式把自己慢慢推到地球同步軌道。

這個主意，在 1968 年工程師 Peter Glaser 就在 Science 期刊上提出，還向美國政府申請了專利。當時，美國能源局和 NASA 也覺得這個概念挺「有趣」的，針對宇宙太陽能做了一系列的調查並提出了正式的可行性報告。不過當時各方面的技術未成熟，無法進行測試。最重要的是，要把一整個太陽能發電廠射到太空，實在要花太多錢，產出的電根本就不敷成本。

好消息是，太空運輸成本近年來已經降低很多。SpaceX 的獵鷹九號火箭將每公斤物質運到低地球軌道的成本，只需要約三千美元，是過去使用太空梭運載的二十分之一。這讓宇宙太陽能的可能性，從僅只於科幻，搖身一變成為潛力無窮的未來能源。

宇宙太陽能離我們有多遠？

從美國、英國、歐盟到日本，都已經放話要加入這場全新的太空能源競賽。領跑者之一是日本的太空機構，宇宙航空研究開發機構 JAXA，預計在 2025 年前後展開從太空向地面送電的實驗，並在 2030 年左右開始試運轉宇宙太陽能機組，是有生之年就能看到的成果！

這個時程也不是信口開河，日本在 1980 年代左右便開啟了宇宙太陽能計畫。經過數十年的規劃與研發， JAXA 已在 2015 年進行地面測試，成功將電能傳輸到 55 公尺外的接收天線，驗證遠距傳輸能量的可行性。這個實驗相當重要，因為在發射成本的問題解決之後，宇宙太陽能要面對的下一個難題，就是如何有效地從外太空軌道遠距送電。雖然我們已經知道可以透過干涉的方法，讓微波束直線前進，但實際運作時，還是會有一個很小的發散角，不會完全平行。

失之毫釐。差之千里。地球同步軌道離地表可是有三萬六千公里，小小的發散角到地面就會嚴重發散，地面的接收天線尺寸也不可能無限擴張。這任務的難度差不多等於要從操場的一端用雷射筆打到另一端的蚊子，非常困難。JAXA 的天線雖然目前還未達到需要的準度，但是發散角已經能控制在 0.15 度左右，足以從較低的低地球軌道傳輸能量回地球，做初步的測試。

從還處在規劃階段的日本，瞬間移動到地球的另一端，美國的研究團隊，在這個月已經宣布取得重大突破。加州理工學院的宇宙太陽能計畫在今年初，成功讓一個小型測試模組，乘著 SpaceX 的獵鷹 9 號前進低地球軌道，進行太空中的實際測試。這個小型模組包含三個小實驗。第一個實驗是測試宇宙太陽能板的結構、封裝、以及展開並組裝的程序。第二個實驗則是要在 32 種不同的光電材料中，找出哪種在太空中效果最好。第三則是要測試微波傳輸能量在太空中的可行性。

就在今年的 6 月 1 號，團隊宣布他們設計的可彎曲天線陣列，在太空中成功傳送能量到三十公分外的接收天線，點亮了 LED 燈。雖然距離只有短短的 30 公分，但是整個實驗暴露在外太空的環境中進行，證明他們的設計可以承受最嚴苛的環境條件。做為測試，他們也嘗試讓天線發射能量到遠在地球表面，大學實驗室的屋頂上。並且，還真的被他們量測到了數值。儘管規模不大，但這是宇宙太陽能第一次的軌道測試，結果相當振奮人心。

如此看來，技術的發展似乎相當樂觀。可是要用於民生發電，成本是很大的重點。宇宙太陽能真的符合經濟效益嗎？或是我們該把資源留給其他選項呢？

宇宙發電廠符合經濟效益嗎？

根據美國能源情報署 EIA 的資料，1GW 發電容量的發電廠，傳統燃煤發電廠的初期建設成本，大約是一千億台幣，核電廠大約是兩千億台幣。那宇宙太陽能呢？每 1kW 的發電需要二十公斤的材料，1GW 就需要兩萬公噸。目前 SpaceX 獵鷹重型火箭運送每公斤材料進入軌道，需要三萬台幣。也就是說，光是將設備全部送上太空的運輸成本，就需要六千億的驚人花費。再加上太陽能板與相關設備的建置成本，以地面型太陽能發電廠為參考的話，大概還要多花500億台幣。而 JAXA 方面的預估，打造第一座 1GW 宇宙太陽能至少需要一兆兩千億日圓，雖然比我們用獵鷹重型火箭預估的還要低，但仍是一筆龐大費用。

那宇宙太陽能真的只是將鈔票往太空撒，空有理想的計畫嗎？當然不是，有兩個讓科學家不放棄的理由——首先是未來建造成本一定會下修。太空的發射成本相比 50 年前，已經少了兩個零，在 SpaceX 的發展下，還在持續地快速減少。另一方面，太陽能材料的輕量化工程也持續在進行，每 kW 發電重量只有十公斤或以下的太陽能材料已經不是虛構。新式的太陽能材料，我們未來也會陸續介紹。這兩個因素加乘在一起，一兆兩千億日圓的成本，很有機會在幾年內就減少為十分之一或更少。

更重要的是，宇宙太陽能一但建置完成，就會成為可做為基載能源的再生能源，減少對石化燃料的依賴。甚至因為主要設備都在太空，地面只需要建設接收站，可能將解決許多偏遠地區的能源問題，一舉改變全世界的能源型態。而且與許多八字還沒一撇的發電方式相比，宇宙太陽能已經算是距離現實很接近的選項，也難怪各個國家紛紛搶著要發展這塊領域。不過雖說是永續能源，還是有許多方面值得深入研究。例如要把幾萬公噸的材料射到軌道中，需要排放多少的火箭廢氣？一但規模化，這些巨大的宇宙太陽能板是否會成為小行星的標靶，或在一次的太陽風暴過後，讓軌道中堆滿太空垃圾？

宇宙太陽能究竟能不能成為可靠的新興未來能源，從想都不敢想，到開始精算成本，相信我們很快就會知道答案。

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