0

0
0

文字

分享

0
0
0

hTC上太空

陸子鈞
・2012/08/28 ・604字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 515 ・六年級
相關標籤: 微衛星 (2)

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

你手上的智慧型手機比起阿波羅計畫時候的電腦強大許多,美國航太總署(NASA)現在計畫要發展以智慧型手機為核心的太空船。這項稱為「手機座」(PhoneSat,還不確定是否為官方名稱)的計畫,已經開發出以hTC為核心的微衛星原型機(protype)。

這項計畫主要是將相對便宜又隨手可得的零件,組裝進通常由NASA拼裝成的太空研究儀器中,能大幅降低小型太空研究計畫的成本。目前三顆「手機座」計畫中的衛星,分別只花費3500美金,這也讓NASA得以享受到矽谷(Silicon Valley)在電子硬體及軟體日益月新進步,並進入消費市場的優勢。

兩個「手機座 1.0」的模組以hTC 的 Nexus One為核心,另一個「手機座 2.0」模組,則搭載SAMSUNG的Nexus S。這三顆微衛星重量不超過1.8公斤,外觀大約是10公分長寬的立方體。目前這三顆衛星還沒有排定發射時程,不過應該會是在今年離開地球表面,由「手機座 1.0」先行,確定能在太空中運作之後「手機座 2.0」再出發。

智慧型手機算是理想的科學研究套件,它有開放的作業系統、能感測方向的陀螺儀、全球定位系統(GPS)、還有高解析度攝影機;從工廠量產使得它的價格又相對NASA的自製儀器便宜。未來「手機座」會應用在觀測地球動態、探索月球,或者測試太空飛行技術

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

資料來源:NASA’s Next Nanosatellites Will Carry HTC Smartphones. Pop Science. [08.27.2012]

相關資料:PhoneSat Flight Demonstrations. NASA

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
陸子鈞
294 篇文章 ・ 4 位粉絲
Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

0

1
0

文字

分享

0
1
0
人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
它們和福衛五號搭同一班火箭 任務卻大大不同!
活躍星系核_96
・2016/04/11 ・3617字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 519 ・六年級

文/黃正中|國家太空中心研究員

福爾摩沙五號衛星在新竹科學園區的整合測試,已經接近尾聲,預定在今年五月運往美國加州,太平洋海岸邊的范登堡火箭發射場,進行發射前的健康檢查,然後搭乘由美國 Space X 公司所建造的獵鷹九號(Falcon 9)火箭升空。

福衛五號是我國自製的遙測衛星,搭載高解析度的彩色相機以外,以及中央大學研製的先進電離層探測儀(AIP)。國內已經有許多福衛五號的相關文章與報導,所以這一次我們把焦點放在即將與福衛五號搭乘同一班火箭升空的小夥伴們。

火箭也可以變成「公車」 衛星們在不同地方下站

此行升空的火箭搭載包括福衛五號在內,總計有88顆衛星一齊升空,可能創人類有史以來,最多衛星搭乘同一個火箭升空的紀錄。除此之外,還有許多創新技術,包括製造廠商 Space X 公司預計在火箭發射過程中,第一、二節火箭分離之後,回收第一節火箭;第一節火箭重新整理後可望再次使用,並降低商用火箭發射費用。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這一次獵鷹九號的整流罩裡面,有兩個主要的火箭酬載銜接環,樓上搭乘的是「福衛五號衛星」,樓下搭乘的是夏爾巴(SHERPA)銜接環。這是美國一間名為太空飛行公司(Spaceflight Inc.)發明衛星的衛星彈射設施,這種銜接環能提供大量奈米、微衛星安全的空間,以及抵達軌道以後將衛星彈射釋出到太空的「微衛星搭乘艙」。銜接環能提供火箭與衛星的電機控制介面,並且能監控衛星的健康狀態,回報控制中心,這種創新、低價格的發射服務,在市場上相當有競爭力。

abc
獵鷹九號整流罩內的福衛五號衛星(藍色)與SHERPA銜接環配置(黃色)。圖/作者提供。

SHERPA(夏爾巴)或稱為雪巴人,是一支散居在喜瑪拉雅山脈兩側的民族,堅忍耐勞,為挑戰喜瑪拉雅山的登山客提供登山嚮導、背負重物、紮營等服務。太空飛行公司在 2012 年以此命名運載衛星送上太空的酬載設施,它提供標準空間尺寸,給需要搭乘火箭到太空的衛星,或其他任務所使用。

640px-Sherpa_Hikes_from_Dughla_Towards_Lobuche
SHERPA(夏爾巴)或雪巴人背負重物登山。圖/wikipedia, By Niklassletteland – Own work, CC BY-SA 3.0

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

5、4、3、2、1 發射!

伴隨著轟隆隆的聲音,福衛五號和其他衛星,以拋物線軌跡從美國西岸的范登堡升空,面對太平洋,朝著南半球飛行。火箭發射後 11.3 分鐘,距離發射場約 1100 海里,就抵達 723 公里高的太空任務軌道,這時福衛五號衛星與火箭分離,開始進行早期軌道操作。

  • 編按:范登堡原誤植為東岸,經讀者提醒修改。2018/7/10

其餘搭乘同一火箭的 87 顆衛星,將隨著火箭上夏爾巴酬載設施持續飛行。大約在發射後 60 分鐘抵達地球另一邊,非洲蘇丹的上空,此時夏爾巴與火箭分離,逐漸釋出衛星,各自執行太空任務。預估將花 45 分鐘的時間,釋放出所酬載的剩下 87 顆微衛星和奈米衛星。

87 顆衛星們要去哪裡?要做什麼?

這次火箭發射引發的關注,不只是我們心心念念福衛五號衛星能否順利發射,其他搭乘的87顆微衛星、奈米衛星來自全球各地,也陪著我們緊張、焦慮和興奮。87 顆衛星中有 3 顆微衛星以及 84 顆奈米衛星,它們所要執行的任務也相當有趣,以下介紹其中幾個它們的「超級任務」:

1. 生醫衛星—大腸桿菌上太空

ecamsat1_0
EcAMSat衛星。圖/NASA

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

首先介紹「大腸桿菌抗菌衛星任務(E. coli AntiMicrobial Satellite (EcAMSat) mission)」,這是生醫奈米衛星的太空實驗,也是本次發射任務的亮點之一。本計畫是由美國太空總署與史丹佛大學醫學院共同合作,調查大腸桿菌在太空微重力下,會如何影響它對抗生素產生的抗藥性。

大腸桿菌是人類腸道中最著名的細菌,主要生存於大腸內,一般不會致病,而且還能合成對人體有益的維生素 B 和 K。然而無害的大腸桿菌,在少數的情況下也會導致疾病,例如離開腸道進入泌尿道會導致感染,或者某些特殊的菌株具有毒性會導致痢疾等等。

面對這些疾病,需要使用抗生素對抗在身體中作亂的大腸桿菌,但在使用抗生素一段時間後大腸桿菌可能會產生抗藥性,影響藥效。大腸桿菌在微重力下,是否會使它的抗藥性改變,而成為太空人健康的隱憂,特別在長時間執行任務下,太空人的免疫系統可能逐漸減弱,更需特別注意這些潛在的健康問題。EcAMSat 實驗的結果將有助於在未來規劃太空任務中提出有效的對策,保障這些長時間、持續執行太空飛行任務的太空人健康回地球。

2. 太空資源衛星—尋找太空船的加油站

External-5j-680x452
Arkyd 6A奈米衛星。圖/planetaryresource

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

成立於 2012 年的美國行星資源公司(Planetary Resources),是一個年輕又有野心的太空探險公司。他們提出一個相當有遠見、大膽的想法——「地球資源有限,太空資源無窮」。

在太陽系,天文學家已經發現了約 127 萬顆小行星,其中某些小行星是由氫氣和氧氣所組成,而這是火箭燃料的必要元素。以火星探險計畫為例,未來太空旅行時,這些小行星可以成為太空旅行中途的「加油站」,提供所需的燃料或能源。這家公司看到了商機,他們開始為太空船或衛星探勘,了解太空中哪些小行星有大量的燃料或能源,可以做為未來太空船中途加油的供應站,因而創造了這個價值數十億美元的行業。

另外,最近高科技的發展,使得傳統以及通訊產業,對於鉑金屬需求越來越大,從催化轉化器、珠寶首飾,到電子、醫療器材、玻璃和渦輪葉片等等都需要。鉑金屬的主要來源為南非和俄羅斯,但已越來越難開採。不過,未來太空中的小行星可能成為稀有金屬的來源,甚至,只要找到一個直徑為 500 公尺、富含鉑金屬的小行星,開採到的鉑金屬就可能超越人類歷史上所有已開採的數量。

瞄準太空中無限的商機,本次火箭發射,行星資源公司代號 Arkyd 6A 的奈米衛星將隨之升空。衛星搭載的酬載儀器是中波段的紅外成像系統(mid-wave infrared imaging system),可以用來偵測小行星的礦產以及水的含量,任務初期將先以瞄準地球特定區域探勘作為測試,這次任務若順利,未來才能實際運用在探勘小行星上。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

3. 太陽帆衛星—太空船也能靠「風」航行

cnusail-1__1
CNUSail奈米衛星張開太陽帆。圖/Chungnam National University @ http://space.skyrocket.de/

夜晚遙望蒼穹,激起人們挑戰太空,探索未知世界的雄心壯志,然而實際要探索太空需要攜帶大量的燃料,才能進行遠距離的太空旅行,所費不貲。科學家們為了解決這樣的困境,他們從風箏的飛行得到靈感,希望仿效「海上風帆」藉由風力這種外在動力,來達到在太空自由活動的想法。他們思考,若可以設計一個人造衛星,利用「太陽風」這種無窮盡的高速電粒子流來自由移動,降低對於燃料的依賴,是否可能成功呢?

這一次伴隨福衛五號升空的衛星中,有個名稱為「CNU 帆奈米衛星(CNUSail Cubesat)」的太空計畫。當火箭抵達太空以後,邊長約 13 公分的立方型奈米衛星,將在太空中展開約 300 公分長對角線的「太陽帆」,「太陽帆」是以超薄的薄膜材料所構成,利用控制衛星「太陽帆」與「太陽風」的夾角,進行變換衛星軌道高度的實驗。

傳統上,衛星所攜帶的燃料多寡,是衛星任務壽命的關鍵,假如「太陽帆」實驗成功,理論上除非衛星上的元件故障,衛星將可以長期運作不退休。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

4. 雙星計畫—兩個衛星,一台望遠鏡

helioalignment
CANYVAL-X奈米衛星光學的虛擬望遠鏡系統。圖/NASA/Brittany Klein

這次獵鷹九號火箭,搭載很特別的「雙星實驗」計畫,包含一大一小的兩顆名為 CANYVAL-X 奈米衛星,將發射到太空之中,研究靠近明亮的恆星系統旁邊的行星,或難以捉摸的日冕現象。

「雙星計畫」特別的點在於,這兩顆衛星——小的有反射光線的設施,大的帶有光學電子取向單元(Electric Unit)具有偵測的效果,當兩顆衛星進入太空以後,小顆的奈米衛星翻滾的過程,會使用偵測器找到並鎖定兩倍大體積的另一顆衛星,共同組成光學的虛擬望遠鏡。由於光學儀器無法直接觀察明亮的光源,因此這個計畫非常有創意的採用雙星位置的移動,達成「掩星」的條件,從而研究遠方行星的成分。另外也可以利用雙星相對運動,研究太陽的日冕大小。

5.鳳凰計畫—修復太空中壞掉的通訊衛星

即使再高價製作的人造衛星用久了、壞掉了,依然會變成太空垃圾,這時該怎麼辦呢?這一次,有一顆「喚醒微衛星(eXCITe microsatellite)」將伴隨福衛五號升空。這是「美國國防高等研究計劃署(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)」推出的計畫,目標是將太空中壞掉的通訊衛星改造修復。這個活化衛星的「鳳凰計畫」具有劃時代的意義。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這一次是鳳凰計劃的第一階段測試,主要的構想是使用太空機器手,組裝稱為「衛星模組(satlets)」的模組化零件。每個零件重約 6.8 公斤(15 磅),分別是主要的衛星次系統,例如電源,控制器和傳感器等等。一旦任務所需,能夠快速的反應,將所需要的次系統運送到太空軌道,快速提供零組件,用以佈署和維修損壞的衛星。

 

同一個火箭就有帶有這麼多不同任務的衛星,這代表太空還有許多新領域等著我們去探索!除了去了解和認識其他國家有什麼創意思考外,我們也可以想想台灣要如何在這場激烈的國際太空競賽中出奇致勝!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
活躍星系核_96
778 篇文章 ・ 127 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia