五、四、三、二、一，火箭離開地球表面的發射倒數計時，工作人員要通過哪些考驗？

國民法官生存指南：用足夠的智識面對法庭裡的一切。

• 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！

根據烏克蘭政府及人權組織的報告，俄羅斯軍隊將集束炸彈和溫壓武器使用在對烏克蘭的戰事上——此項指控在 3/10 得到俄國國防部的承認（confirmed）。

一種燃燒空氣的爆炸裝置

俄羅斯軍隊所使用的溫壓武器系統 TOS-1A，是俗稱「真空彈」的空投高功率真空炸彈。這類毀滅性的裝置通常以火箭發射或空投炸彈的形式部署，透過選擇不同的燃料——有毒金屬粉末或含有氧化劑之有機物質與炸藥共同施放。

彈藥發射後，空氣中的氧扮演助燃的角色，分散的燃料團於是成了一顆巨大火球。

對生物具有致命威脅

由於火球會在一瞬間用掉周遭所有的氧氣，真空彈的威力比傳統炸彈大，燃燒時間也更長。遇到真空彈攻擊時，幾乎沒有方法能夠自保——巨大的衝擊波能穿透任何未密封的遮蔽物，即使你位處地底下。

若是瞄準封閉空間投放真空彈，則會產生更為嚴重的後果。美國中央情報局（CIA）在 1990 年的一份報告中描述道：

那些靠近著火點的人會直接消失，至於爆炸邊緣的人則會受到嚴重的內傷，包括鼓膜和內耳器官碎裂、嚴重腦震盪、肺和內臟器官破裂，甚至可能失明。

使用溫壓武器的爭議性

溫壓武器最早由二戰時期的德國所研發。1960 年代，美軍在越南、阿富汗以及蘇聯在中國、車臣都曾使用過。雖然尚未有國際法明確禁止真空彈的使用，但根據日內瓦公約「禁止使用無法區分目標的無差別攻擊武器」以及國際人道法「禁止造成過度以及不必要的傷害」：

若是使用真空彈來攻擊建築區、學校或醫院的平民，根據 1899 年與 1907 年的海牙公約，你很有可能被判犯有戰爭罪。

區域內無差別攻擊

鑑於溫壓武器對建築物或掩體中防禦者的高度破壞性，它們主要被用於城市環境。但即使鎖定的是軍事設施或人員，在人口稠密的城市中使用溫壓武器，將波及爆炸範圍內的平民並造成大量傷亡。

過度殘忍的傷害

而儘管在特定狀態下，戰爭被賦予合法公正性，暴力也不得無限上綱。如果一種武器會延長士兵或平民的痛苦，並導致過度傷害，那麼該武器理論上是不被允許的。而溫壓武器顯然符合以上定義。

國際刑事法院展開調查

根據 1998 年《羅馬規約》，2002 年 7 月 1 日國際刑事法院於荷蘭海牙成立，職能是對犯有種族滅絕罪、危害人類罪、戰爭罪和侵略罪的個人追究刑事責任。因應立陶宛及 38 個成員國的要求，國際刑事法院（ICC）針對普亭對烏克蘭的非法入侵行動已積極展開調查。

俄羅斯於 2016 年退出國際刑事法院締約國，烏克蘭也不是締約國成員，但烏克蘭已經接受了國際刑事法院的管轄權，所以檢察官有權進行調查。英國外交大臣卓慧思（Liz Truss）在聲明中表示：

迫切需要國際刑事法院對俄羅斯的野蠻行徑進行調查，追究那些應為此負責的人。英國將與盟國密切合作，以確保正義伸張。

參考資料：

1. What is a thermobaric or vacuum bomb?
2. Ukraine war: Russia confirms it has used thermobaric weapons, says UK’s Ministry of Defence
3. What are thermobaric weapons, and does Russia have them in Ukraine?
4. What are thermobaric weapons? And why should they be banned?
5. Statement of ICC Prosecutor, Karim A.A. Khan QC, on the Situation in Ukraine: Receipt of Referrals from 39 States Parties and the Opening of an Investigation
6. UK leads call for ICC to investigate Russia’s war crimes

國民法官生存指南：用足夠的智識面對法庭裡的一切。

十年前（2011 年）美國國家科學委員會（NRC）發布了一份報告，對於環繞地球的碎片數量發出了警報^[1]。當時根據美國太空總署的估計，碎片已達到「臨界點」，導致在軌道上的碎片，不斷碰撞並產生更多碎片，從而增加了人造衛星故障的風險。十年過去了，繞地球運行的碎片數量越來越多，甚至風險增加得更快；是否太空碎片數量的臨界點正在逼近？沒有人知道答案，但可能很快。

何謂太空碎片？

首先，我們先來談談什麼是太空碎片。

依據美國航空太空總署（NASA）定義，太空碎片泛指不提供有效服務，且繞行地球運行的人造物，如廢棄衛星、留在軌道上的火箭與其零件、大碎片相互碰撞後產生的小碎片，均可為之。而太空碎片最主要來源為火箭殘餘燃料爆炸而產生的碎片。

根據全球最完整追蹤太空碎片的系統——美國太空監視網絡（SSN），所登錄的太空碎片已超過一億個。

衛星送入軌道，依照能量守恆和動量守恆定律，飛行的速度必須達到每秒幾公里，才能繞著地球飛行；因此如果它在軌道上撞到任何太空碎片，比如廢棄衛星撞到一片油漆碎片，即使不是災難性的，也可能造成巨大的損失。

太空碎片造成的災難有多嚴重？

自 1957 年以來，人造衛星和火箭製造了越來越多軌道碎片物體，大小從幾微米到幾米不等。儘管已經達成了一些國際協議，限制碎片的增長速度，各國卻沒有嚴格的計劃來減少現有碎片的數量。

如今越來越多功用的人造衛星被發射進入地球周圍的低軌道，然而其所造成的碎片與衛星數量分佈超過太空碎片容量限制時，則可能發生理論失控的碰撞反應^[2]。

最近，美國太空新聞（Spacenews）報導，非洲的小國家盧安達（Rwanda）向國際電信聯盟（ITU）申請 327,230 顆衛星^[3]，加拿大的開普勒新創公司提出 115,000 顆衛星的超級大型太空網路系統，加上亞馬遜、OneWeb、SpaceX 和 Telesat 等公司已經在積極開發的系統，以及地球靜止軌道上的通訊衛星，這些衛星數量遠遠超過預期需求的容量，達到碰撞臨界點的極限風險；問題是國際電信聯盟沒有執法權，國際電信聯盟對軌道壅塞的規定為零。

2007 年中國反衛星計劃試驗所產生的的碎片擴散，以及 2009 年銥星（Iridium）與俄羅斯 Cosmos 的碰撞，讓人們意識到，並提高了積極管理碎片情況的緊迫性，努力採取緩解方法，並提出了許多減少太空碎片的技術。去年（2021）年底，中國的天宮太空站緊急啟動姿態控制，以規避靠近中的星鏈（Starlink）太空網路衛星潛在的碰撞危機。

「凱斯勒效應」和連鎖反應

美國 NASA 科學家在 1978 年提出凱斯勒效應（Kessler Effect）理論，說明當太空碎片達到或超過容量限制時，由於碎片碰撞而失效的太空船數量將顯著增加。地球軌道上大大小小的物體，數量將變得非常大，它們會不斷相互碰撞，產生更多碎片——最後成為一種被稱為「碰撞級密度」的連鎖反應。緊隨其後，新產生的碎片將呈指數倍增，直到近地太空被各種大小垃圾堵塞。

一旦這樣的衛星碰撞災難發生，整個連鎖反應可能只需要幾天或幾週的時間，最後可能只有幾顆衛星完好無損。

若是繼續毫無限制地增加巨型衛星星系，可能會導致數十年，甚至更長時間的太空活動完全喪失。

太空碎片一旦超過臨界點，造成碰撞災難，無論是太空網路、衛星導航、通訊衛星、地球監控、氣象預報等等，大部分可能都將失去功能。科技帶給人們的便利，以及所建立的文明，將大幅衰減、倒退。

如何解決太空碎片的問題？

若是我們什麼都不做，可能會導致每年 5 兆美元的太空商業收入損失。重新開放太空將花費至少數千億美元，並且可能需要數十年才能實現。若是能想出補救措施，就能確保太空碎片不會帶來災難性的問題，但這就需要一個非常縝密的計劃，涉及幾個新的太空系統和數十億美元的投資。

美國、歐盟、澳洲和日本以及各國的太空機構都意識到太空碎片問題的嚴重性，相繼提出不同的補救措施，包括：建立太空碎片追蹤機制，由觀測站和天文台精確跟蹤、監控太空物體的軌跡，避免現役衛星與大型物體相撞；提出減少計劃，清除太空小碎片物體的數量；跨國協調衛星的太空交通，以維持安全的飛行路徑；在設計人造衛星時，規劃衛星壽命結束前的退場機制，讓衛星降低軌道返回地球，並且在大氣層燒掉。這些方法目前都正在陸續實驗、進行中。

最近有一個例子，在今年 2 月初所發射的星鏈 （Starlink）太空網路衛星，發射時正好受到太陽風暴衝擊，有 40 顆衛星被風暴摧毀，幸好當時這一批衛星有返回地球的機制，能夠重新進入大氣層並燃燒掉，順利地減少了一批太空垃圾。

註解

1. Report says space debris past ‘tipping point,’ NASA needs to step up action
2. Space debris
3. Satellite operators criticize “extreme” megaconstellation filings
4. Space Debris: Wall-E’s Future is Real