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什麼是 SPAC? ——「特殊目的收購公司」如何推動新太空產業?

黃 正中_96
・2021/12/24 ・3125字 ・閱讀時間約 6 分鐘
  • 文/黃正中|國家實驗研究院國家太空中心研究員

今(2021)年,太空新聞(Space News)將年度太空新聞獎(SpaceNews Awards)[1]之一,頒給了特殊目的收購公司(Special-Purpose Acquisition Company,簡稱 SPAC)。SPAC 是在美國資本市場特有的一種金融工具[2],俗稱空白支票公司,專注於協助科技、電動汽車和綠色能源這些最為熱門的領域上市;自從新冠肺炎流行以來,推動新太空新創公司上市,重塑了太空創業領域。

太空企業是資本密集的產業,傳統資金來源透過創投公司投資。在過去,公司持續發展到上市規畫時,是經由首次公開發行(Initial Public Offerings,簡稱 IPO)程序,透過銀行或證券公司辦理。推廣活動需要較長時間,而且對於較小的公司來說,所收取的佣金或專業費用非常昂貴。有些公司發展到一定的規模,考慮直接上市(DRO),不創建新股,僅在不涉及承銷商的情況下發行、出售現有的流通股。

SPAC 是什麼?

SPAC 沒有本身的業務,而是合併或收購公司,使小公司更輕鬆、更經濟、更快速地上市, 如表一:

SPAC 傳統 IPO 直接上市或 DPO
是一家公開交易的收購公司是私人公司上市的流程是私人公司上市的流程
通過首次公開募股籌集資金向公眾發售新股無需中介,直接向公眾出售股票
擬收購符合投資策略的私人公司從公眾投資者籌集新資金無需路演(roadshow)、投資銀行或承銷商
收購私人公司,然後在不支付 IPO 費用的情況下上市需要針對機構投資者的推介活動(roadshow)和承銷商,可能很昂貴投資者沒有鎖定期或持有期
表一:資本市場金融工具比較。表/黃正中整理

自 2020 年秋季以來,有十幾家太空產業公司,選擇通過與 SPAC 合併上市。目前 SPAC 已經協助 7 家太空新創公司成功上市,所涵蓋的領域包括遙測影像、小型火箭、太空旅遊以及太空運輸等。

透過 SPAC 成功上市的太空公司

圖一:BlackSky 遙測影像新創公司紐約證券交易所上市。圖/BlackSky
  1. BlackSky 遙測影像新創公司(圖一),成功通過與 SPAC 合併籌集資金,在紐約證券交易所,成為上市公司[3]。BlackSky 公司在今年底前,將其遙測衛星星系的規模增加到 14 顆衛星,針對地球主要人口稠密地區,每一小時訪問、監測一次,並規畫於幾年內,發展為 30 顆高解析度的多光譜衛星系,每 30 分鐘監測一次地球。衛星數據應用包括國防、農業或森林管理、保險理賠,環境汙染控制等。
  2. Spire Global[4] 新創公司透過收集海上船舶、飛機的軌跡跟蹤訊號,以及類似福三和福七的無線電掩星資料,分析 110  多顆地球觀測立方衛星提供的數據,並透過 SPAC 合併後,在紐約證券交易所上市,Spire 公司從交易中籌集資金以擴大業務,包括野火預測、船舶跟蹤、保護海洋生物、精準漁業、海洋航行與天氣預報等。
  3. Planet(圖二)和 Satellogic[5] 是另外兩家遙測資訊和分析市場的地球觀測衛星公司,它們與 SPAC 合併上市後,籌集大量資金,提供衛星數據收集,並且通過衛星影像,跟蹤港口和其他地方的貨物流動,可用於評估經濟。
  4. 新創火箭實驗室(Rocket Lab,圖三)公司透過 SPAC 合併上市,籌得數億美元的資金,並將其用於開發新型、可回收的 Electron 小型火箭以及 Neutron 中型火箭。
  5. 小型火箭開發商維珍軌道(Virgin Galactic)公司在今年 7 月完成首次的太空旅遊,隨即在 8 月宣布將通過與 SPAC 的合併上市,其中包括波音公司的投資,這些資金將用於擴大 Virgin Orbit 的 LauncherOne 火箭製造。
  6. 太空運輸公司 Momentus 開發第一艘太空軌道間的 Vigoride 運輸船,規畫在 2022 年中為 SpaceX 的 Transporter-5 專用拼車任務飛行。
圖二:Planet 公司的 Dove 遙測立方衛星。圖/Planet

SPAC 投資了太空創業領域,大量資金流入初創公司,同時投資者通過收購或首次公開募股,收回資金和投資回報,沒有傳統 IPO 的開銷。SPAC 不只是一張空白支票,新創公司在上市前都會規畫資金的用途。

圖三:火箭實驗室可回收 Electron 火箭發射。圖/Rocket Lab

透過 SPAC 上市有什麼風險?

雖然 SPAC 是一種更快的上市方式,但即使 SPAC 交易進展順利,上市後業務進展,也未必一帆風順。例如,美國 Astra 小型火箭新創公司,雖透過 SPAC 合併上市,火箭發射仍多次失敗。

又例如維珍銀河公司,尚未開始商業服務,並且實際上沒有收入紀錄,但在 SPAC 協助上市後,股價反覆飆升和下跌。因此,對於每家可能與 SPAC 合併的公司來說,有更多的公司願意接受上市的負擔和風險,以換取大量資金。

對 SPAC 合併的興趣下降[6]

儘管今年 SPAC 的合併主導了太空產業,卻出現了疲軟跡象,包括 SPAC 合併中,並發融資的規模縮小,例如:Rocket Lab 上市獲得 4.7 億美元投資;相比之下,Terran Orbital 於 10 月通過 SPAC 合併上市,僅獲得 5,000 萬美元的投資。

第二個因素是贖回率上升,SPAC 的股東尋求收回資金,而不是持有合併公司的股票。今年稍早,整個市場的贖回率約為 10%,但到 11 月已增長到 70%。

SPAC 持續吸引投資

雖然興趣下降,只要有新穎投資標的與題材, SPAC 還是會持續吸引投資,合併太空產業新創公司,並協助其上市。最新的 SPAC 投資協助建造大量生產小型衛星的 Terran Orbital 公司[7],計劃通過 SPAC 合併上市,為商業和政府客戶製造、運營衛星。

在 SPAC 合併上市之前,Terran Orbital 公司已經獲得了包括洛克希德馬丁(Lockheed Martin)、AE Industrial Partners 等多家公司投資,計畫在佛羅里達州的 Merritt 島上,建立一個全球最大、大批量創新製造小型衛星的工廠(圖四),每年可生產 1,000 多顆衛星。

Terran Orbital 還規劃建立小型合成孔徑雷達地球觀測衛星星系,可以快速訪問白天和黑夜捕獲的全球影像,未來也將開發下一代人工智慧和太空產品。

除此之外,美國 Tomorrow.io 新創太空觀測氣象公司,宣布將通過 SPAC 交易在 2022 年中期在納斯達克上市,所得款項將用於支持大約 32 顆小型衛星星系的計劃。Tomorrow.io 太空觀測技術與我國福衛三號、七號上的無線電掩星酬載類似,未來將提供天氣和海洋觀測,包括詳細的全球降水覆蓋,平均每小時一次的速度收集數據,並將建立天氣智慧平台。

圖四:Terran Orbital 在佛羅里達州的新工廠。圖/Terran Orbital

結論

太空企業是資本密集型公司,新創太空公司可能會受到整體資本下降受到影響,包括通貨膨脹和利率等更廣泛的經濟問題。在新冠肺炎(COVID-19)流行期間,特殊目的收購公司趁勢崛起,推動新太空產業,幫助新創公司上市,籌資研發新產品,扮演著重要的角色。這也是美國新創太空產業蓬勃發展的重要推手之一。因此,今年度太空新聞獎,頒給了純粹資金運作,推動新太空的特殊目的收購公司。

參考資料

  1. Live Event: The SpaceNews Awards and year-end panel discussion    
  2. 特殊目的收購公司-SPAC 介紹
  3. Now officially a public company, BlackSky moving to expand sales and marketing
  4. Spire Global joins rush to public markets with $1.6 billion SPAC deal
  5. Satellogic to public through SPAC deal
  6. Interest in SPAC mergers declining
  7. Terran Orbital plans to go public through SPAC merger

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黃 正中_96
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國家實驗研究院國家太空中心研究員。勿忘對科學研究的熱情,勇敢築夢,實現夢想…...


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極目遠眺的意義:天文學家為何追尋第一代星系

Tiger Hsiao_96
・2022/05/15 ・3764字 ・閱讀時間約 7 分鐘
  • 文/蕭予揚 清大天文所碩士生,將於約翰・霍普金斯大學攻讀天文博士
      林彥興 清大天文所碩士生,EASY 天文地科團隊總編

近日,來自東京大學和倫敦大學學院的科學家 播金優一(Yuichi Harikane) 在天文物理期刊《The Astrophysical Journal》發表了一篇論文,宣稱他們可能找到目前最遠的星系(名為 HD-1,紅移值 z 約為13),打破了原本最遠(GNz-11,z 約為 11)的紀錄。

天文學家為什麼執著要找最遠的星系呢?
是單純為了破紀錄而破、抑或是蘊藏了什麼科學涵義?
天文學家們又是怎麼尋找、並且推論這些星系多遠的呢?

HD1 的影像。圖/Harikane et al.

時間推回到二十世紀初,當時的科學家們對宇宙大小到底是恆定或是膨脹爭論不休,其中,愛因斯坦(Albert Einstein)便是支持「宇宙穩恆態理論」的知名科學家。而支持膨脹宇宙的科學家們,一直到西元 1929 年,愛德溫.哈伯(Edwin Hubble)透過測量其他星系,發現了宇宙在膨脹,才為膨脹宇宙(也就是日後人們所說的「大爆炸理論 The Big Bang Theory」)注入了一劑強心針。

接下來的各種證據,如宇宙微波背景輻射、宇宙中元素的比例等,讓天文學家們越來越確信宇宙的年齡是有限的,並開始利用紙筆與超級電腦,來推測最早、也就是第一代星系及恆星的樣貌,並嘗試用望遠鏡,來尋找早期星系是否和我們預測的相符。

科學家是如何知道距離的呢?

天文學家並沒有一把長達「一百多萬光年」的尺,那他們是如何尋找,並且知道這些早期星系距離我們有多遠呢?讓我們把兩個問題分開,先來探討在宇宙學尺度下的距離是怎麼得到的。

由於我們知道宇宙在膨脹,而這些遠離我們的星系所發出的光,也會因為類似都卜勒效應的影響,有著紅移的現象。而越遠的星系遠離我們的速度越快,它們紅移值也就越大;而從實驗室中,我們知道每種元素都會發出特定的譜線,藉由測量到星系光譜中特定譜線的實際位置,並與那條譜線所該在的位置比較,就能夠計算這些星系的紅移值了。

而結合紅移值和其他測量到的宇宙學參數(例如哈伯常數),就可以從星系的紅移值計算出物理上的距離,比如大家常會看到的「光年」。

星系的紅移(Redshift)與它跟地球的距離(Distance)可以互相換算。圖/林彥興

那既然這樣,我們只要測量所有星系的光譜,不就能知道最遠的星系是哪一個了嗎?可惜事情並沒有這麼簡單。

一來,很多星系(尤其是越遠的星系)都很黯淡,難以測量光譜,二來,測量光譜實際上是又貴又耗時的。所以,以「尋找」的為目的,做單一波段的搜索通常是比較實際的作法。但若是使用單一波段,不就代表我們沒有光譜,這樣不就又不知道距離了?

Well yes, but actually no。大家應該都聽過盲人摸象的故事,透過觀測越多的波段,我們就越能描繪出實際上的光譜,再根據現有的理論模型,我們就可以利用光譜擬合來推論出這些星系的紅移值。

那要如何鎖定這些早期的星系?

天文學家總不可能對每個能測量到的星系都做很多波段的觀測,並且大費周章的利用理論模型去擬合他們。很多特定的望遠鏡(例如 ALMA、JWST)是要寫觀測計畫書和其他天文學家競爭觀測時間的,總要給出一個有力的理由,才能讓你的觀測計劃脫穎而出。

但還沒有資料之前,天文學家要怎麼知道哪個星系是最遠的?這便產生了一個「沒有工作要怎麼有工作經驗」的迴圈。怎麼辦呢?天文學家就是要想辦法,在已經觀測的深空資料庫中去尋找最遠的星系。

哈伯太空望遠鏡拍攝的「哈伯極深空 Hubble Extreme Deep Field」影像。藉由比較圖片中不同紅移的星系的性質,天文學家就能重建出過去百億年來星系的形成與演化歷史。圖/NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; and the HUDF09 Team

而要怎麼在龐大的資料庫中尋找遙遠的星系呢?讓我們再次簡單回顧歷史。量子物理在十九世紀末至二十世紀初逐漸開始發展時,瑞士物理學家約翰.巴耳末(Johann Balmer)研究激發態的氫原子所放出的光譜,發現在可見光波段,氫原子只會發射一系列特定波長的譜線。隨後美國物理學家西奧多.萊曼(Theodore Lyman)也接著發現,氫原子從受激態回到基態時,會放出一系列位於紫外線波段的譜線,這些特定的譜線也被稱為萊曼系。

氫原子的各個譜線家族,由上而下分別是位於紫外線的萊曼系,位於可見光的巴耳末系,以及位於紅外線的帕森系。圖/Szdori, OrangeDog

而用來尋找早期星系的第一種方法,也是最主要的搜索方法,就與萊曼系關係密切。天文學家發現,宇宙中有一種名為「萊曼斷裂星系(Lyman-break galaxies; LBGs)」的星系,這種星系的光譜有一個很明顯的特徵,便是在特定的波長以下就幾乎觀測不到,原因是波長更短的光(更高的能量)都被星際物質(Interstellar medium; ISM)和星系際物質(Intergalactic medium; IGM)的中性氫的萊曼線系給吸收了。

而萊曼線系中波長最短的譜線(常稱為萊曼極限)約在 91.2 奈米,最長的萊曼 α 譜線則約在 121.6 奈米。只要透過兩個波長足夠接近的波段去尋找「在長波長有觀測到、但在短波段沒觀測到的天體」(稱為 drop-out),就可以粗略的估計星系的紅移。

舉例來說,如果我們要找紅移值為 9 的萊曼斷裂星系,只需要稍微長於和短於 1216 奈米的兩個波段,看看有沒有星系出現在長波段的影像中,但在短波段的影像中卻沒有出現,就有可能是在紅移值為 9 的萊曼斷裂星系。如果要找越遠的萊曼斷裂星系,只需要換波長較長的波段即可。

近日打破紀錄的最遠星系,也是透過 H-band drop-out(在波長 H 波段沒有觀測到,而較長的波段有)所找出的。

光譜drop-out的例子。圖/Harikane et al (2022)

上圖為近日打破紀錄的最遠星系 HD1 的 H-band drop-out,可以看到長波段:4.5、3.6 微米以及 Ks 波段都有偵測到,但在 H 波段(以及更短波長)的影像就消失不見了。藍色的光譜 z 值為 13.3 的萊曼斷裂模型,灰色的光譜則為可能的低紅移汙染,z=3.9 的巴耳末斷裂模型。

當然,這只能幫助科學家初步的篩選,而且此種方法會受到一些其他非早期星系的汙染。

舉例來說,上文提到氫原子除了萊曼系以外,還有回到第一激發態的巴耳末系。若只是單純地透過 drop-out,因為巴耳末系本身的譜線就比萊曼系來得紅,所以也有可能找到的是紅移值較小的巴耳末斷裂;此外,非常紅且充滿塵埃的星系也會在光譜上出現類似「驟降」的特徵。

當然,更多波段以及光譜的觀測,都有助於釐清這些可能的汙染。而除了上述的方法以外,萊曼 α 發射體(Lyman-alpha emitters; LAEs)、伽瑪射線暴的宿主星系、重力透鏡效應等,也是尋找遙遠星系的重要方法哦!

那麼,找出這些早期星系有什麼科學意義?

現代宇宙學理論認為,宇宙在早期曾經經歷過兩次相變。第一次是宇宙從炙熱的游離態降溫回到中性的氣態,被稱為宇宙的復合時期(Epoch of Recombination),也是大家熟悉的宇宙微波背景的起源;第二次(也是最後一次)的相變,宇宙中的中性氫變成了游離化的氫離子,這個相變的過程被稱為再電離時期(Epoch of Reionization; EoR)。

而目前認為,第二次這個電離的原因,是第一代恆星和第一代星系所發出的強紫外線光,把周圍的中性氫游離成氫離子。藉由尋找越來越多的早期星系,我們就能透過這些早期星系來描繪宇宙再電離時期的歷史,而這又能夠進一步驗證現代宇宙學理論是否正確。不僅如此,研究這些早期星系,可以讓我們對於星系演化的歷史更往前推,或是研究早期星系的超大質量黑洞,是如何長到這麼大等等的議題。

未來展望

在 2021 年底順利升空的詹姆斯.韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope; JWST),其中一個主要的科學目標就是研究早期宇宙。如這篇文章一開始提到的「新的最遠的星系(HD-1)」,又如前一陣子發現的「最遠恆星 Earendel」,以及同一團隊的另一個紅移約 11 的星系,都在第一輪 JWST 的觀測計畫之中。

期待幾個月後 JWST 公布的第一批科學照片,能大幅革新我們對早期宇宙的認識。

參考資料(論文們)

延伸閱讀(科普文章)


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Tiger Hsiao_96
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現為清大天文所碩二學生,即將赴美於約翰霍普金斯大學攻讀天文博士。