【特輯】大吉大利今晚福七！關於福衛七號你要知道的七件事！

本文由 高柏科技 合作，泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時，曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏，那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓，引來眾多師生抗議。

「從此以後，我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中，帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言：在理論模型中，氨是太空熱控系統的理想介質；但在現實的辦公大樓裡，它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯，但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險，以及必須為後果負責的工程師。

高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ，曾任職於美國 OAO 工程部熱流組，深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球，他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心：當晶片運算速度無止境攀升，那股伴隨而生的熱，究竟該往哪裡去？

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗，彷彿進步毫無邊界。然而，每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化，一旦設備過熱，系統便會降頻保護。在物理現實面前，再動聽的發表會敘事也必須低頭。

回顧個人電腦發展早期，晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後，鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級，其實更像是對空間的極限勒索：晶片功率翻倍，發熱源的面積卻沒變大，機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出，散熱設計的核心只有三要素：功率、熱源面積與空間限制。他舉例，在標準的 1U 機箱中，若發熱面積約為三十乘三十毫米，氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數，而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於，風扇轉速提升的背後，是噪音、電力損耗與空間占用。

因此，「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫，而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱，卻也將新的挑戰帶入機房：漏液風險、流道堵塞、材料相容性，以及維運時的難度。工程的進步，本質上鮮少是徹底消滅問題，更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的，不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人，是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中，沒有空氣能讓風扇製造對流；受光面溫度破百度，陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射，以及熱管與環路型熱管（LHP）來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱，冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力：在他設定的特定條件下，實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能；但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變，移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦（kW）。他強調「每秒」的觀念，因為散熱談的是動態流動速率，而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此，太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度，偏好無馬達幫浦的被動式設計；但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度，往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒：技術是否「先進」，與它是否「適合」當下的場景，始終是兩回事。

好論文，為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」，而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作，還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據，在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時，也曾遇過實驗數據無法複製，或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠，而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝，高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」，每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作，並指派專業人才在過程中持續微調、校正，確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測，但由於儀器預設以「水」校正，換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算，卻發現缺乏重複性，數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面，改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證，才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號，而在於那段不夠優雅的挫折：假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻，企業需要的不只是會算數的人才，而是能洞察研究何時「走鐘」，並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

林唯耕坦言，過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」，進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽，卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計，若無法穩定生產或贏得客戶信任，也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案，誰來負責出貨？

訪談尾聲，主持人國威提出了一個時代難題：假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計，企業該選擇全面擁抱 AI 的速度，還是保留緩慢但穩定的工程驗證，以規避潛在的失效風險？

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是：兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案；但工程師仍須實作原型，進行嚴苛的性能與可靠度測試，最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺，而是基於一項事實：AI 的資料庫裡，通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節，且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代，最稀缺的未必是熟練下指令（Prompt）的人，而是具備這種能力的人：能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來，並且願意為最終的量產品質負起責任。

大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中，雲端是由龐大的機房架構而成，裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張，都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值，就是不讓這筆物理帳單，被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

• 文／林彥興（EASY天文地科團隊總編輯，現就讀清大天文所）

台灣時間 2022 年 11 月 2 日晚上九點四十一分，SpaceX 的「獵鷹重型 Falcon Heavy (FH)」火箭從濃霧繚繞的甘迺迪太空中心 LC-39A 發射台轟然升空。睽違三年，世人終於再次體會到世界最強火箭飛向天際，以及雙助推器同時著陸的震撼。

從獵鷹九號到獵鷹重型

相信有在關注太空時事的讀者們，對 SpaceX 的獵鷹九號火箭都不陌生。

獵鷹九號是 SpaceX 目前當仁不讓的發射主力，從低軌小衛星共乘、高軌頂配同步衛星乃至星際探測器都能一手包辦，而且還擁有能夠「重複使用第一節」這舉世唯一的絕技，在大幅降低成本的同時，也讓 SpaceX 能夠以超過一週一發的超高頻率發射火箭。從 2022 年初至週二當天，獵鷹九號已經發射 49 次，佔世界總發射次數的約 35%；論發射酬載總質量，世界所有其他火箭加起來還不到獵鷹九號的一半。^[1][2]

但獵鷹九號雖然優秀，面對少數特別重的酬載（也就是衛星、太空船等火箭攜帶的物體），或是要把酬載送到特別高能量的軌道時，仍然力有未逮。怎麼辦呢？基本概念很簡單：在獵鷹九號第一節兩側，再綁兩根第一節火箭，給火箭更多的燃料、更強的推力，就能把更重的酬載，送到更高更遠的地方，這就是「獵鷹重型 Falcon Heavy, FH」火箭。習慣上，人們將中間那根第一節稱為芯級（Core Stage），兩側的則稱為助推器（Side Booster）。根據任務需求，芯級和助推器可選擇不同的回收模式（陸上回收、海上回收、不回收）。在完全不回收的模式下，獵鷹重型擁有超過 60 公噸的最高理論運載力（LEO），比位列第二的三角洲四號重型火箭多了一倍不只。

風光亮相後？

獵鷹重型在 2018 年進行了一場轟轟烈烈的首飛。由於未經驗證的新火箭，一般不會有客戶願意買單承擔風險，因此火箭製造商通常會自費發射一些不太重要的東西，常稱為「假酬載 Dummy Payload」，向客戶展示火箭確實可以把你的衛星送入軌道。這個不太重要的假酬載，也給了工程師們搞怪的機會。

假酬載該選什麼好呢？
大老闆 Elon Musk：「啊，那就把我的 Tesla 跑車打上去吧。」

首飛隔年（2019）四月和六月，獵鷹重型分別進行了兩次任務（福衛七號就是其中之一噢）。但在這之後，獵鷹重型彷彿就進入了休假期，長達三年都沒有發射任務。為甚麼會這樣呢？這背後的原因有非常多面相可以討論，比如獵鷹九號就已經足以應付現在市場上絕大部分的發射需求、獵鷹重型發射的酬載開發與製造進度延宕等等。篇幅有限，在此就不展開細說。但總之，對太空迷們來說，這三年真的是格外漫長。獵鷹重型還是獵鷹重型，但 2022 的世界已經跟 2019 大不相同了。

機密任務 USSF-44

回到正題，本次 USSF-44 任務的目標，是為美國太空軍發射機密軍事衛星，前往地球同步軌道。

在上面的影片中，我們可以看到火箭發射的全過程。在轟轟烈烈地起飛後，火箭沿著預定軌道不斷加速。升空後約兩分三十秒，幾乎耗盡燃料兩根助推器率先脫離。而芯級在本次任務中則不進行回收，毫無保留地將所有燃料都用於運送衛星。約四分零三秒，芯級耗盡所有燃料並脫離，由第二節火箭負責繼續將衛星送入指定軌道。由於衛星的機密性，第二節直播就此切斷。直播聚焦於兩個助推器，如何自行返回陸上降落場，並最終成功降落。

本次任務的成功，不僅宣告著獵鷹重型的回歸，也是 SpaceX 第一次直接把衛星送進「地球同步軌道 GEO」，而非一般的「地球同步轉移軌道 GTO」（相關知識可以參考「衛星軌道萬花筒」系列圖文）。擁有將衛星直送 GEO 的能力，對火箭發射商來說意義相當重大。另一方面，雖然可憐的芯級被太空軍指定拋棄了，但兩側助推器的同框降落真的百看不厭。如果覺得這次發射霧太大景不好，不妨多看幾次 2018 首飛的剪輯吧！

還要再等三年嗎？獵鷹重型的未來

那麼，何時才能再次看到獵鷹重型轟然起飛呢？答案可能比你以為的要快。按現在的規畫，明年一月就應當要有兩場獵鷹重型的發射，分別是 ViaSat-3 與 USSF-67，都是 GEO 直送任務。但當然，這是火箭發射，再延宕個幾個月也是很正常的。

往更遠的看，未來五年獵鷹重型將發射的重要酬載包括：

• 大型行星探測器：靈神星（Psyche，左圖）任務與歐羅巴快船（Europa clipper，右圖）。

• 阿提密斯計畫：月球門戶建造（PPE 與 HALO 艙段）、VIPER 月球車、月球門戶補給（Dragon-XL）。

• 旗艦太空望遠鏡：羅曼太空望遠鏡（RST）。

• 太空軍機密衛星與同步通訊、氣象衛星若干。

相信這些名字對太空迷讀者來說都是如雷貫耳。可見獵鷹重型在美國近期多項重要太空計畫中，都是關鍵角色。接下來幾年，就讓我們拭目以待，一起見證獵鷹重型大展身手吧！

2019/6/25 10:00 編按：大家引頸期盼的福衛七號終於要升空啦！福七預計於美東時間 24 日至 25 日凌晨間（即台灣時間 25 日下午）發射升空，對於即將飛向宇宙浩瀚無垠的它，你了解多少呢？

發射直播頻道這邊請：

• SpaceX 官方頻道：STP-2 Mission
• 太空中心頻道
• 台視頻道

小知識一：福衛七號其實是一個星系

這次升空的福衛七號並不只是一顆衛星，事實上，它一共有六顆衛星，會在離開地球之後進行部屬，在太空形成一個星系，讓觀測可以同時覆蓋地球各個區域。如此一來，它們的合作便能提供我們即時而完整的三維觀測資料。

小知識二：其實福衛七號本來有更多衛星

你覺得六顆衛星聽起來已經很多了嗎？原本福衛七號計畫可是有雙倍的量呢。在最初的規劃中，共有 12 枚任務衛星，再加上 1 枚國家太空中心自主研製的衛星，分兩批發射，並以不同角度蒐集。

可惜的是，由於福七是由我國國家太空中心 (NSPO) 與美國國家海洋暨大氣總署 (NOAA) 共同執行的計畫，第二組衛星的經費未順利編入美方預算，最後在雙方決議下，決定不執行福衛七號第二組六枚衛星星系。

• 關於那些無緣的小夥伴們：

http://pansci.asia/archives/flash/128633

小知識三：福七坐的是目前地表最強火箭

我們做好了衛星後，要怎麼把它放上太空呢？正確答案就是：火箭！火箭就像是一台超級大的空中巴士，要靠它才能將各個衛星「旅客」給載進太空。

那麼，這次福七要坐哪一艘火箭進入太空呢？它的交通工具是大名鼎鼎的 Space X 公司所製造的獵鷹重型 (Falcon Heavy)。這個火箭是目前世界上擁有最大推力的運載火箭，同時，為了呼應現在日漸高升的環保意識、避免製造更多無用的太空垃圾，這個火箭被設計成可回收式，若能成功回收，便能大幅降低製造成本。

• 獵鷹重型 (Falcon Heavy) 火箭發射模擬動畫：

小知識四：這次有許多同伴跟福七一起升空

既然坐在這麼大的火箭上，咱們福七當然不會是孤單一人上太空囉。

這次會和福七一起升空的有宛如變形金剛的 Oculus-ASR 衛星、雙星計畫 Prox 1、實驗性質的海軍衛星 NPSAT-1、軌道試驗床 Orbital Test Bed 衛星、輕薄短小的廉價太空望遠鏡獵鷹 7 號、綠色燃料衛星計畫 GPIM，以及示範和科學實驗衛星 (Demonstration and Science Experiments, DSX) 等等。

• 每個小夥伴都有各自的任務，彼此之間也充滿差異，想知道更多它們的故事，往這裡走：

小知識五：福衛七號是要接棒福三

說了這麼多，到底為什麼我們要大費周章地送福七上太空呢？這是因為原本用來蒐集資料的福三已經有幾顆衛星連不上訊號了QQ 影響了資料的蒐集。

說到這福三啊，可是台灣的國民外交英雄呢！因為它利用了「掩星觀測技術」來蒐集溫度、壓力和水氣等等資訊，在它服役期間，有超過 80 個國家、3000 多個科學家及氣象單位使用了福三的資料庫，對於各地的氣象研究做出了重要的貢獻。

• 更多關於福三的奮鬥史：

小知識六：福七或許能讓颱風預報提早

福衛七號號稱「太空中精準溫度計 2.0」，最主要的任務便是為我們蒐集各種氣象資訊。國家太空中心推估福七可提升氣象預報準度 10%。這是什麼意思呢？這表示很多預測都將更準確、甚至更提前。像是三天後的颱風預報，便可以前推 7.2 小時，在颱風還未接近陸地前就能更早預測出它接近台灣所可能造成的影響狀況。

小知識七：正式發射前，要提早兩個月到美國準備

為了確保任務順利完成，福衛七號早早便抵達美國進行準備，期間不僅要測試衛星功能及推進系統，也需要在此時裝填燃料並且進行飛行軟體的設定。

此外，要確認它跟火箭是否能夠相合，則有「機械容積驗證」、「衛星質量特性量測」和「電磁相容測試」，更要通過重要的「衛星分離爆震測試」測試，以確認在福七離開火箭時，分離裝置能否成功引發火藥、使衛星順利脫離火箭分配轉接環。

• 想知道更多關於升空前的準備，歡迎參考：

• 本文改寫自各段落引述之文章

• 文／Heidi
• 本文改寫自科技部新聞稿〈短期科研探空火箭發射場域啟用〉

科技部「短期科研探空火箭發射場域」近日開放符合規定的火箭科研團隊申請使用！這是台灣太空發展繼去年 5 月立法院三讀通過《太空發展法》後，另一個重要的里程碑。

什麼？台灣竟然有發展太空科技！

沒錯！截至目前為止，全球有超過 90 個國家擁有自己的衛星，並有超過 31 個國家制定了國家太空法規，可見各國都砸下重金發展衛星和火箭等相關技術。正因為太空科技是現代全球競爭的新場域，台灣在具有基礎技術能量的前提之下，也決定加入太空科技的行列！

自 2020 年以來，行政院開始推動資訊及數位、資安卓越、精準健康、綠電及再生能源、國防及戰略、民生及戰備等六大核心戰略產業。其中，太空科技為國防及戰略產業的核心領域。在今年 1 月 13 日起開放申請的「短期科研探空火箭發射場域」，是台灣第一座以科研任務為主的火箭發射場，更是太空科技的里程碑！

地處屏東原住民部落的發射場域

科技部選定屏東縣牡丹鄉旭海村牡丹灣段 742-1 及 743-1 地號做為「短期科研探空火箭發射場域」，該場域占地面積 9,700 平方公尺，是國有海岸林地，也是原住民保留地。由於涉及原住民族的土地及權利，根據《太空發展法》第 12 條，必須依照《原住民族基本法》辦理。《原住民族基本法》第 21 條則規定「政府應諮商並取得原住民族或部落同意或參與，原住民得分享相關利益」，因此，科技部與當地「旭海部落」反覆協商後，在去年順利取得了同意。

旭海部落位於牡丹鄉最東側，是依山面海的漁村型部落，早期被稱為「牡丹灣」（macaran），意思是「水量豐沛的沼澤地」。最初來這裡開墾的是斯卡羅族，後來陸續有阿美族、排灣族、平埔族，以及閩南、客家等族群聚居，最後形成了一個族群融合的聚落。部落居民在得知該地被選為火箭場，有機會刺激觀光、帶動就業機會後，不少居民樂觀其成。可是，當地居民以出海捕魚、抓龍蝦為生，因此也有不少居民擔心火箭場將破壞牡丹灣的水域生態，使得魚及龍蝦的數量銳減，影響生計。

對此，科技部提出回饋方案，表示若居民因火箭試射而無法出海捕魚，將可享有補貼，而平時更有水電費和獎學金補助。另外，國家實驗研究院國家太空中心每週都派專員深入當地，傾聽村民心聲，也召開多場說明會，解答民眾疑問，讓當地居民了解火箭場落腳旭海的利弊得失。部落原訂去年 5 月舉行會議，卻因為疫情延宕至 11 月，最終共有 112 位居民出席，獲得 85 張同意票，正式通過我國第一座合法、安全且能維護原住民族權益的火箭發射場域。

誰可以合法申請、發射火箭？

立法院在 2021 年 5 月三讀通過《太空發展法》，是台灣第一部國家太空法案。《太空發展法》共計 6 章 22 條，內容規定主管機關為科技部，負責設置發射場域，而計畫執行單位為國家太空中心，負責營運、管理發射場域。另外，也規定發射載具僅能在國家發射場域實施發射。

位於旭海的「短期科研探空火箭發射場域」是台灣邁向完備太空基礎設施的第一步。然而，考慮到當地原住民權益，科技部承諾除非經過該原住民部落同意，否則將不會提供其他單位使用，後續相關作業也將由國家太空中心依據「短期科研探空火箭發射場域利益分享作業要點」辦理。

國家太空中心主任吳宗信強調，「短期科研探空火箭發射場域」不是提供給大型火箭發射，而是提供給科技部補助、委託或出資之執行單位或受委託單位申請，特別是各大專院校相關學術研究單位（航空工程學類和大氣科學系等），讓他們實地測試、驗證科研發展計畫的成果。據吳宗信了解，國立陽明交通大學前瞻火箭研究中心（ARRC）預計在 3～4 月發射火箭，國立成功大學航空太空工程學系則預計在 6～7 月發射，但實際情況還要看學校的整備狀況。

參考資料

• 短期科研探空火箭發射場域啟用
• 推動「6大核心戰略產業」—讓臺灣成為未來全球經濟的關鍵力量
• 立法院三讀通過「太空發展法」草案
• 短期科研火箭發射場域獲得部落會議通過
• 屏東縣牡丹鄉公所－旭海社區簡介
• 台灣首座火箭場發射場 定案屏東旭海
• 行政院院會通過「國家太空中心設置條例」草案