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臺灣宇宙夢! 「太空科技長程發展計畫」30 周年

喀報CastNet_96
・2021/06/06 ・3125字 ・閱讀時間約 6 分鐘

科技部的「太空科技長程發展計畫」從 1991 年起以衛星為發展主軸,陸續進行了第一期、第二期的基礎性研究,以及福爾摩沙衛星一、二、三、五、七號計畫,直至 2019 年進入計畫第三期。總投入高達 251 億元,希望培育太空科技人才,建立自製衛星的實力,並且結合既有半導體、資通訊科技和精密機械等優勢產業,在後疫情時代建立台灣衛星產業供應鍊,進軍全球太空產業。

然而,在如此保守穩健的執行過程中,不只多數台灣民眾對太空發展仍不甚了解,許多懷抱熱忱的教授和學生們缺乏足夠資金、開放資訊和完備教育資源,連民間廠商晉陞太空科技公司自行研發製作的火箭「飛鼠一號」,也因沒有合適的法規依據與發射地點而引發「魚塭變火箭基地」的違法用地糾紛,發射最終黯然落幕。

本文以質化問卷調查形式,收集20 位來自陽明交大、成大、中央等機械與航太相關科系學生、研究生對台灣在此領域的現狀和前景的看法。面對各國日漸純熟的航太技術,以及 Space X、 Amazon 、和 Kymeta 等國際大廠紛紛搶進太空商機之下,第三期太空科技長程發展計畫的推動和現行教育,真的能幫助他們學以致用並實踐太空夢嗎?

同時也分別採訪政府端的福衛三號計畫主持人和研究員,以及結合學術端和產業端的國立陽明交通大學 ARRC 前瞻火箭研究中心(以下簡稱 ARRC )主任,期望透過此文為大眾塑造更完整的台灣太空科技近程,也點燃台灣每個人心中對未知探索的勇氣和一起離開地球表面的信心。

衛星和火箭為太空發展的兩大重要關鍵支柱,在政府「太空科技長程發展計畫」第一、二期的努力下,台灣已有衛星研製能力,可惜皆委外發射,須看外國臉色。
衛星和火箭為太空發展的兩大重要關鍵支柱,在政府「太空科技長程發展計畫」第一、二期的努力下,台灣已有衛星研製能力,可惜皆委外發射,須看外國臉色。圖/傅思瑜攝

政府積極帶頭,台灣前進太空

從調查問卷中可見 20 位學生對台灣發展航太產業的信心指數和前景看好度平均分為 5.5 分(滿分為 10 分 ),原因主要為:缺乏資金、社會氛圍不積極、政策步伐緩慢導致延宕的太空法規制定與發射場的土地問題。另外,成大航太系劉祐昇同學表示系上實際學程多以航空為主,太空方面的知識和師資相對不足,若對太空領域有興趣,需要接觸成大的太空學程,或到成大電機、物理、地科……等科系去學習相關課程。

去年五月新科技部長吳政忠上任後,積極推動立法並解決火箭試射場地問題,為這項產業打造友善的發展環境。初擬「科技部短期科研探空火箭發射場域作業指引」,確定由科技部擔任科研火箭的主管機關,並計畫屏東旭海為發射場。而「太空發展法」草案也已通過行政院審核階段,規劃提高科技部下國家實驗研究院太空中心的層級,將其獨立成為具備行政法人性質的「國家太空中心」,以協助推動國家發展航太產業必要。

頑固的太空夢不止

然而,在如此保守穩健的執行過程中,不只多數台灣民眾對太空發展仍不甚了解,許多懷抱熱忱的教授和學生們缺乏足夠資金、開放資訊和完備教育資源,連民間廠商晉陞太空科技公司自行研發製作的火箭「飛鼠一號」,也因沒有合適的法規依據與發射地點而引發「魚塭變火箭基地」的違法用地糾紛,發射最終黯然落幕。

為什麽自 2012 年起,吳宗信要四處演講倡議台灣發展火箭產業,並自行發射能夠載物的火箭? ARRC 主任──或大家更熟悉的五月天 MV <頑固>中的火箭阿伯吳宗信解釋:「要發射火箭,必須整合數學、機械、電機、資工、物理、化工、材料、航太···等技術,每一個產業都要拿出最頂尖的技術和人才。」吳宗信認為「太空」已從過去的戰略科技蛻變至今有高附加價值的「太空經濟」。火箭能成為一個火車頭,帶領台灣產業前進。如果台灣有能力自製火箭並將載物火箭射向天空,不僅證明台灣尖端科技的研發與系統整合的能力,也有機會讓所有產業升級!並指出陽明交大具有充沛的各領域教師和人才,但可惜散在不同學院和學系,因此倡導陽明交大未來能成立「航太系統工程研究所」( Institute of Aerospace System Engineering, IASE )整合無人機、衛星、火箭系統研發資源以培育跨領域人才,幫助台灣此產業推動。

火箭,不只是場煙火秀;太空,不只是場白日夢。六十年前始於美蘇的科技競賽,除了國家軍事的較勁,也推動了我們的科技發展並改善日常生活。至今,許多太空的知識已廣泛運用於我們日常中:透過衛星所獲得通訊資料、影像、數據提高氣象預報準度並有助防颱準備,運動鞋、消防設備、尿布,甚至是電腦、 GPS ,都是發展太空科技下的產物。因此,發展太空科技之必要,不僅在其有助於加強一個國家的自信心與認知度,更在於其整合各領域專業並帶動國家產業升級,回應社會需求並提升人民生活品質之效益。

問及探索太空、投入火箭的意義,吳教授說:「因為心中有台灣」,同時分享其JAP( Justice / Justification, Action, Plan with Preserverance)人格特質與理念,認為自己義比玉山,鼓勵學子對於「對的事」就去做,有計劃地採取行動並堅持目標。(圖片來源/傅思瑜攝)
問及探索太空、投入火箭的意義,吳教授說:「因為心中有台灣」,同時分享其JAP( Justice / Justification, Action, Plan with Perserverance )人格特質與理念,認為自己義比玉山,鼓勵學子對於「對的事」就去做,有計劃地採取行動並堅持目標。圖/傅思瑜攝

台灣,機會無限

儘管放眼追逐太空科技之際,台灣有許多不足,國家太空中心福三計畫主持人方振洲博士和林信嘉博士仍持樂觀態度與高度信心。他們指出台灣和中美等大國比較投資經費雖然落差巨大,資源相對稀少,但台灣在人才和技術上具優勢,熟稔的「備份」和「篩選」技術實現商業規格零件取代高昂的太空規格零件的可行性,也讓世界航太產業龍頭伊隆・馬斯克傾心並大量採用台灣商規零件「經濟上太空」。

就像電腦的發展,從教室大小進階到筆電,再到手機與智慧眼鏡的輕薄短小演進過程,衛星的演進也是如此。台灣善於「玩小」,建議台灣結合電子零組件與精密機械等兩大強項發展自己的特色,不比拚大衛星而比拚微型衛星,其中立方衛星就是台灣值得發展之處。

方博士認為各界應該秉持「開源」的正向發展模式,即技術公開分享、資訊共享,呼籲台灣人才不要只進台積電、做半導體,要做太空!(圖片來源/林泓君攝)
方博士認為各界應該秉持「開源」的正向發展模式,即技術公開分享、資訊共享,呼籲台灣人才不要只進台積電、做半導體,要做太空!圖/林泓君攝

飛向宇宙,浩瀚無垠

「心情一片平靜,覺得自己彷彿變成更好的人。」這是許多太空人回到地球之後的相同感受,心理學家把這種因為太空旅行在視覺和認知上對世界感到敬畏、驚奇,見證到世界的美,並想要保護地球及其生態和所有人類的認知轉變稱做「綜觀效應」。

相信台灣能在實踐太空夢的路上愈變愈好,因為或許,我們與生俱來地將太空當成一個目標追尋的堅持,不只是為了展現國力或提升生活品質,還為了馳騁好奇、揮灑熱忱,一起離開地球表面,透過幾光年外的另一個角度引領我們對熟悉家園的更多思考,思考這份由浩瀚太空揭櫫的感動的同時,我們的承諾──好好永續這份美的義務和責任。

重量約為1至10公斤的立方衛星與動輒1,000公斤以上的大衛星相比體積小、重量輕,更重要的是設計和製造的成本都低。(圖片來源/傅思瑜攝)
重量約為 1 至 10 公斤的立方衛星與動輒 1,000 公斤以上的大衛星相比體積小、重量輕,更重要的是設計和製造的成本都低。圖/傅思瑜攝

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喀報CastNet_96
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國立陽明交通大學傳播與科技學系大三學生自媒體,文章撰寫類目含括科技新知、藝文評論、人物特寫、社會議題和專題新聞,以大學生的觀點出發撰寫與自身和社會相關的文章,內容豐富。 喀報CastNet網站:https://castnet.nctu.edu.tw/

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高鐵開發與保育攜手,讓水雉繼續歡喜談戀愛

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/06/15 ・3037字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文由 交通部鐵道局 委託,泛科學企劃執行。

南臺灣豔陽之下,他一身黑白分明、尾羽修長,頸後一道耀眼金黃鑲黑邊羽飾,忐忑守在自己精心搭築好的巢位旁,等著佳人青睞。剛剛才瞪跑一只不知天高地厚的小傢伙,居然妄想來搶地盤,也不瞧瞧這可是菱角田裡遠離人跡的精華地段。

剛離巢的小傢伙絲毫不讓他放在眼裡,但眼前的佳人就不一樣了,他滿心滿眼都是她……看著凌波越水而來,稍稍比自己大上一個頭的她,終於大發慈悲允許自己靠近一解渴望。他早就知道,為了保衛家園,她不會在同一處逗留,也沒有太多時間可以溫存,她離開後將孩兒託付給他。這不是拋棄,他明白,這是信任的展現,正因為完全信任,才能將自己心愛的孩兒交由他來照顧。

夏風習習,他長長腳趾下,浮水的菱角葉伸展挺拔,綠意盎然,隨著水波微微晃蕩。

圖/官田水雉生態教育園區

不遠的彼方,高架的鐵道上,時速超過百里的列車疾駛而過。他大概永遠都不會知曉,正是遠方這些南來北往的列車,守護了這段愛情。

拜高速鐵路之賜,今日往來臺灣西部的主要城市,可以經由大眾交通在不到半天的時間內妥妥抵達。這樣變遷,除了改變了你我的生活節奏,也改變了水雉 (Hydrophasianus chirurgus) 這種美麗鳥類的生活。高鐵於 1990 年開始規劃,規劃路徑需要橫越當時數量岌岌可危、不到五十隻的水雉僅存的重要棲地,但是經過高鐵開發單位、地方政府與相關保育人士的積極參與,反而造就了一段生態與開發共存共榮的美麗故事。

「凌波仙子」水雉鳥

水雉的成鳥形似菱角,也喜愛在菱角田中活動,覓食或者築巢育幼。每年在夏季換上鮮明的繁殖羽色,尾羽甚長,擁有長長腳趾,牠們行走在水塘沼澤浮葉植物上行動飄逸,也被暱稱為「菱角鳥」或是「凌波仙子」。幼鳥為早熟性,孵出數個小時後就能跟在負責育雛的公鳥後面覓食散步。

水雉長長的腳趾使牠們可以在浮葉上行走。圖/官田水雉生態教育園區

全世界的水雉共有八種,臺灣僅有一種,此種廣泛分布於生物地理學上的東方區 (the Oriental region) ,包括中國華南、南亞、東南亞、臺灣與菲律賓。雖然在其他地區會有季節遷徙,水雉在臺灣屬於留鳥。水雉分布在臺灣最早的文獻紀錄,就是大名鼎鼎的斯文豪 (Robert Swinhoe) 於 1865 年將之列入臺灣最早的鳥類名錄《The Ornithology of Formosa, or Taiwan》。

原本廣布於全臺灣,在宜蘭、臺北、桃園、新竹、臺中、彰化、臺南、高雄、屏東、臺東等地均有紀錄的水雉,隨著發展的腳步,主要棲地平原濕地在逐漸開發中流失,棲地遭交通網切割加上農藥的使用、過度獵捕,水雉的族群數量逐漸岌岌可危。在1989年被宣告為「珍貴稀有」保育類動物,到 1990 年代,數量最少的時候全臺不超過五十隻,只能在臺南八掌溪到曾文溪這個範圍內的菱角田有繁殖族群。

「我們發現,水雉偏好在菱角田,那邊的生物多樣性也比較高。」位於官田的水雉生態教育園區主任李文珍受訪時表示,相較於其他的浮葉植物作物如香水蓮,菱角田內各種水生昆蟲種類較多,提供水雉多樣性的食物。而水雉作為受大家關注的指標物種,也有物種保護傘的效果,作為埤塘、沼澤棲地保護的重要標的。

行跡優雅,飄逸美麗的水雉,一直都頗受大家的喜愛與關注。西元 1997 年,水雉被選為臺南縣縣鳥,後來也在 2014 年縣市合併後成為臺南市市鳥。

水雉保育區:棲地行動的絕地大反攻

時間回到 1990 年代,高鐵正在規劃興建,其中路線 281K 至 282K 的橋墩經過臺南官田的葫蘆埤及德元埤,正好位於當時水雉僅存的重要棲地,引發了可能危及水雉生存的隱憂。最終高鐵的環境影響評估於 1994 年有條件通過,但書之一便是要求高鐵興建,必須針對水雉提供具體的保護措施。

除了出資進行棲地復育,高鐵的興建也須配合水鳥的需求,因此在水鳥的主要活動期、繁殖期,不會在當地進行施工。雖然因此能夠施工的時間極度受限,卻能盡可能減少對於水鳥的干擾。經過多次的環境審查往返與眾人的努力,在 2000 年,「水雉復育區」正式誕生,由地方政府協助之下,高鐵開發單位出資租用臺糖於官田的 15 公頃土地。復育區經營管理則由臺灣濕地保護聯盟及中華民國野鳥學會等民間團體成立「水雉復育委員會」執行。

水雉分布廣泛,但在此之前並沒有國家曾經嘗試復育水雉棲地。要將臺糖原本的甘蔗田改造為充滿浮葉植物的濕地環境,無法一蹴可及。官田的復育區從埤塘開挖營造做起,由嘉南大圳引入水源,設法克服原有地形的高低差、人工土堤坍方、配合灌溉季節與枯水期的水源調度,種植菱角、浮葉植物,一路且戰且走。

從零開始自己摸索保育復育之路,經營團隊還時時遭遇外來的新挑戰,像是外來種福壽螺與泰國鱧的入侵,又或如颱風造成水位高漲、棲地破壞等。團隊以有限的經費與許多愛鳥團體、研究義工一步步摸索進步。而除了保育園區之外,當時的臺南縣政府也針對水雉提出獎勵辦法。菱角田等棲地內只要孵出雛鳥,農民就可以獲得獎勵金,使得當地居民開始對水雉累積好感值。

艱辛的挑戰終究獲得豐碩的戰果,根據園區歷年的紀錄,水雉在園區內完成繁殖的巢數,一開始在 2000 年只有寥寥 4 巢,經過 10 年經營生息,自 2011 年以後每年都有超過 90 巢的水雉在園區內繁殖成長,而臺南區的水雉數量,截至 2019 年更增長至超過 1700 隻。而不只是水雉,園區內更紀錄有超過 90 種以上的鳥類棲息於園區,棲地的復育受惠的絕非單一物種,而是整個生態系的共存共榮。而官田的成功,也引發後續復育的星星之火,如高雄左營的洲仔溼地,開啟了「水雉返鄉計劃」,更傳出水雉數量穩定上升的好消息。

自 2009 年以來,台南水雉族群的數量逐年增加,直到 2019 年已超過 1700 隻。圖/官田水雉生態教育園區

更多參與,讓保育跟開發共存共榮

2007 年高鐵營運後,考量到水雉的族群已呈穩定,官田「水雉復育區」改名為「官田水雉生態教育園區」由臺南市政府委託社團法人臺南市野鳥學會經營管理,交通部鐵道局、高鐵公司及農委會林務局持續擔任園區工作小組成員積極協助。除了維繫棲地,亦逐步以豐富的水生植物與水鳥生態,朝向生態教育與觀光的方向邁進。

高鐵改變了臺灣西部交通的面貌,過程中也將官田鄉的甘蔗田變溼地,成就水雉新故鄉,展現了發展與保育並存的可能。保育跟開發需求絕非殘酷的二選一,而要維繫保育環境與發展的平衡,未來也需要有更多人積極參與、關心與和討論。為此,農委會林務局特別推出綠色保育標章,以生物作為保護的標的物種,讓人與生態和諧共存,透過全國最大超市通路商的協助,以「官田菱雉菱」菱角品牌,鼓勵大家一起來吃菱角,支持水雉的保育,也能一享菱香的季節風味。

你吃過用心栽種的官田菱雉菱嗎?有機會一起到官田的水雉生態教育園區走走,與我們一同守護水雉的愛情故事吧!

參考資料

本文由 交通部鐵道局 委託,泛科學企劃執行。

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