太空人只能尿在尿布上？誤會比無知更危險—NASA特展搶先看（三）

本文與 研華科技 合作，泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言，總能牽動整個 AI 產業的神經。然而，我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線，那如果哪天「網路斷了」，會發生什麼事？

想像你正在自駕車打個盹，系統突然警示：「網路連線中斷」，車輛開始偏離路線，而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭，開始暴走跳舞，甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎？當然不是！也因為如此，「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端，AI 就能在現場即時反應，不只更安全、低延遲，還能讓數據當場變現，不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ？

邊緣 AI，乍聽之下，好像是「孤單站在角落的人工智慧」，但事實上，它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前，像是企業、醫院、學校內部的伺服器，個人電腦，甚至手機等裝置，都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算，稱為邊緣運算；而在邊緣節點上運行 AI ，就被稱為邊緣 AI。簡單來說，就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力，「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

那麼，為什麼需要這樣做？資料放在雲端，集中管理不是更方便嗎？對，就是不好。

第一個不好是物理限制：「延遲」。
即使光速已經非常快，數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房，再把分析結果傳回來，中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回，就算只是幾十毫秒的延遲，對於需要「即刻反應」的 AI 應用，比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時，每一毫秒都攸關安全與精度，這點延遲都是無法接受的！這是物理距離與網路架構先天上的限制，無法繞過去。

第二個挑戰，是資訊科學跟工程上的考量：「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送，湧入的資料數據量就像超級大的水流，一下子就把水管塞爆！要避免流量爆炸，你就要一直擴充水管，也就是擴增頻寬，然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理，把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端，是不是就能減輕頻寬負擔，也能節省大量費用呢？

第三個挑戰：系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時，一旦網路不穩、甚至斷線，那怎麼辦？很多關鍵應用，像是公共安全監控或是重要設備的預警系統，可不能這樣「看天吃飯」啊！邊緣處理讓系統更獨立，就算暫時斷線，本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應，這在工程上是非常重要的考量。

所以你看，邊緣運算不是科學家們沒事找事做，它是順應數據特性和實際應用需求，一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇，是我們想要抓住即時數據價值，非走不可的一條路！

邊緣 AI 的實戰魅力：從工廠到倉儲，再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了，接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢？它強就強在能夠做到「深度感知（Deep Perception）」！

所謂深度感知，並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減，而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型，從原始數據裡面，去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

以研華科技為例，旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例，利用物件偵測模型，快速將工業產品中的瑕疵挑出來，而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測，因此品管上能達到一致性，減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中，檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品，替工廠節省大量人力，同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

此外，在智慧倉儲場域，研華與威剛合作，研華與威剛聯手合作，在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台，打造倉儲系統的 AMR（Autonomous Mobile Robot） 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣，AMR 不需要事先規劃好路線，靠著感測器偵測，就能輕鬆避開障礙物，識別路線，並且將貨物載到指定地點存放。

當然，還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning )，除了可以做備忘錄跟排程規劃以外，還能將實務上碰到的問題記錄下來，等到之後碰到類似的問題時，就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問，那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了？其實，對許多企業來說，內部資料往往具有高度機密性與商業價值，有些場域甚至連手機都禁止員工帶入，自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安，又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言，自行部署大型語言模型（self-hosted LLM）才是理想選擇。而這樣的應用，並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，體積僅如後背包大小，卻能輕鬆支援語言模型的運作，實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現：要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型，會不會太吃資源？這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一：如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」，又不減智慧。接下來，我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

語言模型瘦身術之一：量化（Quantization）—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限，大模型卻越來越龐大，「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像：有些畫面細節我們肉眼根本看不出來，刪掉也不影響整體感覺，卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此，只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示，什麼是浮點數？其實就是你我都熟知的小數。舉例來說，圓周率是個無窮不循環小數，唸下去就會是3.141592653…但實際運算時，我們常常用 3.14 或甚至直接用 3，也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思！ 

然而，量化並不是那麼容易的事情。而且實際上，降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時，工程師會精密調整，確保效能在可接受範圍內，達成「瘦身不減智」的目標。

模型剪枝（Model Pruning）—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型，其實就是在搭建一整套類神經網路系統，並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而，在這麼多參數中，總會有一些參數明明佔了一個位置，卻對整體模型沒有貢獻。既然如此，不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候，總會雜草叢生，但這些雜草並不是我們想要的作物，這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在，而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術，就稱為 AI 模型的模型剪枝（Model Pruning）。

模型剪枝的效果，大概能把100變成70這樣的程度，說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助，但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型，僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手，採取更治本的方法：一開始就打造一個很小的模型，並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」，是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾（Knowledge Distillation）—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下，一位經驗豐富、見多識廣的老師傅，就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在，他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案，老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」，例如「為什麼我會這樣想？」、「其他選項的可能性有多少？」。這樣一來，小小的學徒模型，用它有限的「腦容量」，也能學到老師傅的「智慧精髓」，表現就能大幅提升！這是一種很高級的訓練技巧，跟遷移學習有關。

舉個例子，當大型語言模型在收到「晚餐：鳳梨」這組輸入時，它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯：50%，蝦球：30%，披薩：15%，汁：5%」。在知識蒸餾的過程中，它可以把這套機率表一起教給小語言模型，讓小語言模型不必透過自己訓練，也能輕鬆得到這個推理過程。如今，許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成，讓我們得以在資源有限的邊緣設備上，也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是！即使模型經過了這些科學方法的優化，變得比較「苗條」了，要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料，並且高速、即時、穩定地運作，仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說，要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型，真正放到邊緣的現場去發揮作用，就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

邊緣 AI 的強心臟：SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色！那麼，它到底厲害在哪？

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要？因為 GPU 的設計，天生就擅長做「平行計算」，這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的！

你想想看，那麼多數據要同時處理，就像要請一大堆人同時算數學一樣，GPU 就是那個最有效率的工具人！而且，有多張 GPU，代表可以同時跑更多不同的 AI 任務，或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果，在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎！

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房，有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計，體積相對緊湊，散熱空間也比較好（這對高功耗的 GPU 很重要！），部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算，進行「工程化」，讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格，背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場，系統穩定壓倒一切！你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧？這些設計確保了部署在現場的 AI 系統，能夠長時間、穩定地運作，把實驗室裡的科學成果，可靠地轉化成實際的應用價值。

台灣製造 × 在地智慧：打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能，能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署，及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析，還是其他 AI 相關的服務，都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務，讓企業在啟動 AI 專案前，大幅降低前期投入門檻，靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構，從精密製造、城市交通管理，到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全，都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是，這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示，這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果，往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI，不只是一項技術創新，更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場，就能被有效的「理解」與「利用」，是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石！

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那純白的銀色世界啊

現在我想到地球的時候，想的都是顏色。

這種看東西的方式和我們一般在地球上很不一樣。2010 年 2 月，我的第一次太空飛行因為軌道路線的關係，整個任務期間我們都是白天飛在歐洲和亞洲上空，晚上在北美洲上空。

在第一次視野清晰的白天飛越（daylight pass）期間，我只見到一種顏色徹底凌駕所有顏色之上：白色。歐洲、俄羅斯、西伯利亞──都蓋上了一層白，尤其是冬天的時候。

這樣的白不是只出現在歐亞大陸的某一個角落，或是某個特定區域，而是從一邊的地平線開始，連綿不絕地一直延續下去，彷彿包住了半個地球。

從西邊的歐洲平原到東邊的堪察加半島，這是多麼大的一片土地啊，上面居然可以有這麼多的雪，連續幾千公里都是白的。我透過奮進號的窗戶，望著浩瀚無邊的色彩，才意識到在太空中我可以從一個多麼不同的角度來看國家。地球上的雪當然並不是都下在俄羅斯。2014 年 11 月，進入太空的幾天後，我們在一次白天飛越中剛好通過加拿大正上方，當時已經是一片白茫茫。

從那天第一次看見加拿大起，一直到後續幾天的觀察，有一件事是非常清楚的：加拿大從太平洋岸到大西洋岸這幾千公里都蓋滿了白雪，這個景象會一直持續到入春以後。除了雪原之外，還有令人驚豔的冰紋。

我看到加拿大東部和哈德遜灣時，根本無法分辨哪裡是陸地，哪裡是結冰的水域。聖勞倫斯河看起來很奇怪，它的冰紋像雲一樣呈漩渦狀，也像一幅現代油畫作品。加拿大的雪原一直往南延伸到我的家鄉美國。

迷人的冰雪景觀

2015 年住在美國東岸的人都知道，那年冬天下了非常多的雪。不過美國和加拿大或俄羅斯這些非常寒冷的地區不一樣，美國的雪似乎總是有邊界的──你一定可以找到雪在哪裡結束，不是在亞利桑納州或新墨西哥州的沙漠（這裡是洛磯山脈的終點），就是在美國南方，紐約州和賓州的雪到了馬里蘭州和維吉尼亞州就會消失，變成較溫暖的森林。

不過最迷人而壯麗的冰雪景觀之一，是南美洲巴塔哥尼亞的冰川。這些深藍色高山湖被冰原圍繞，四周盡是雪與冰川形成的驚人紋路。在我想要造訪的新景點口袋名單中，巴塔哥尼亞冰原是第一名！

那些在太空中度過的節慶

我在太空中慶祝過幾乎每一個節日：感恩節、耶誕節、新年、復活節，當然還有棒球的開幕式，以及美式足球超級盃。每個組員也都有生日會，我們還會慶祝國際婦女節（3月8日）和國際勞動節（5月1日）。在太空中多的是舉行派對的理由。

2014 年秋天，我在感恩節前幾天抵達太空，這裡的節日氣氛當然和地球上很不一樣。作為一名軍方飛行員，我曾經派駐過世界各地，在韓國，中東和德國都曾經度過耶誕節和感恩節，所以不在家過節早就不是第一次了。但對我來說，確保在太空中也能慶祝這些特別的日子是很重要的。

我只有三天的準備時間，而且還在適應無重力狀態，所以準備工作得盡量簡單。我去食物儲藏室找關鍵食材，先抓了幾包火雞肉，然後去找配菜。到了感恩節那一天，我已經備妥了一整個夾鍊袋的傳統感恩節食物要和組員分享，尤其是我們的俄羅斯太空人，因為他們不熟悉美國人過節會吃什麼東西。

我們有輻射照射火雞肉、復水玉米麵包餡、玉米、糖漬山藥、馬鈴薯泥、各式各樣的茶和咖啡、還有藍莓櫻桃水果派。雖然我們沒有一整天都聞到火雞的香味，沒有每年都在感恩節舉行的達拉斯牛仔隊對決底特律雄獅隊的美式足球賽可以看，也沒有可以留到下個星期的剩菜，但我們能吃到這頓大餐確實要感謝很多人哪！

時間似乎過得和我們的飛行速度一樣快，轉眼就到了和第 42 號遠征的隊友一起在軌道上慶祝耶誕節的時候了，雖然我們的家人都在地球上。任務控制中心特別在耶誕節前夕為我們安排了自由時間，也給我們準備了一些特別的驚喜。

我們在日本任務控制中心「太空站綜合推廣中心」（SSIPC）^註1 的同事，為我們製作了一部短片，大約 25 名飛行控制員穿著耶誕帽、貼上耶誕老人的鬍鬚，用日語一邊跳舞一邊唱〈鈴兒響叮噹〉。組員都愛死了！不過我生日那天獲得的特別待遇幾乎和這個一樣棒，當時任務已經進行了一個星期，我們超酷的座艙通訊員（CAPCOM）^註2雷斯利．林果（Leslie Ringo）特別找人裝扮成瑪麗蓮．夢露，在任務控制中心唱她那首著名的〈生日快樂，總統先生〉給我聽。

說驚喜實在不足以形容我當時的心情。而且那一整天所有控制中心（休士頓、莫斯科、日本、慕尼黑、亨茨維爾）都叫我「總統先生」，感覺很爽。可惜第二天我就被降回到「飛行工程師」的頭銜，讓我稍微體會到即將卸任的總統在接班人就職典禮上的心情。不過生日那天實在很有趣，更何況要在太空中待 200 天，有好玩的當然要儘量把握了！

太空中，食物成為任務的亮點

感恩節大餐之後，我理解到食物對我每天的飛行有多重要，不只在節日的時候。休士頓的詹森太空中心的食品實驗室要面對的挑戰，就是如何讓太空人健康快樂。我們所有的食物都要在好幾個月前就製作包裝完成，所以能帶上太空的食物種類非常有限。例如我們不吃麵包，因為保存期限不夠久，而是用墨西哥玉米餅代替麵包──有的太空人每一餐都配玉米餅吃。

我們還有幾種不同類型的食物，有「包裝食品」，如袋裝鮪魚、牛肉乾，或是 M&M 巧克力；也有脫水食品，很多人認為的太空食品就是這一類，這是把肉類或蔬菜經過加工除去所有水分，然後真空密封在塑膠袋中。要吃的時候把這些袋子放進一臺機器，機器會把冷水或熱水灌進去，把它壓一壓搖一搖，等個十分鐘，一頓塑膠袋餐就完成了！我們還有用綠色金屬袋裝的即食菜，類似軍隊吃的口糧。

各式各樣的肉類、蔬菜和甜點都是這種形式的包裝，用食物加熱器──和公事包差不多大的加熱板──加熱一下就行了，非常適合我這種人。我不想讓太空愛好者失望，不過我們的食物裡面沒有「太空人冰淇淋」這種東西，就是在世界各地博物館都可以找到的冷凍乾燥拿破崙派。我自己是很喜歡，但是我從來沒有在國際太空站上看到過。

在太空中，異國食物是我們的救星。上太空半年後，再美味的食物也會讓人吃膩，這時食物的變化就是提升士氣最重要的助力之一。我選了歐洲和俄羅斯風味的食物作為獎勵食品，這對於我在整個任務期間的幹勁有很大的幫助。

我最喜歡的歐洲食物是魚，我們的美國貨櫃裡沒有這玩意兒；他們還有一種很有趣的提拉米蘇。俄羅斯的食物很讚，特別是他們的馬鈴薯泥和魚，當然還有我最喜歡的湯，羅宋湯。在太空中「吃」這件事變成我任務中的亮點，我在太空絕對吃得比我在地球上自己做飯的時候好。

比食物本身更重要的是大家一起吃飯那段時間。我們的主餐桌位於太空站的俄羅斯艙段，我發現來到這裡，花點時間和大夥兒聊聊今天過得怎麼樣，想想回到地球時打算做些什麼事，是讓我們日子過得下去的關鍵，也讓太空任務成為這麼美好的經驗。

註解：

1. SSIPC
   日本任務控制中心位於筑波市，在東京北方約一個半小時車程。我去過那邊幾趟接受飛行前的訓練，在實驗進行期間，或在太空站的日本區域做維修工作時，每天都會和他們通話。
2. CAPCOM
   任務控制中心裡代表飛行主任和組員溝通的人。飛行主任負責指揮飛行控制小組，對任務的執行下達關鍵決定。

本文接續下一篇：從太空往下看！我們生活的地球究竟長怎樣呢？——《俯視藍色星球》中

——本文摘自《俯視藍色星球：一位 NASA 太空人的 400 公里高空攝影紀實》，2019 年 4 月，大石國際文化出版。

文／蕭俊傑（科學 X 博士）｜國家太空中心任務科學家

J 編按：在上一篇中，X 博士告訴我們原來看 NASA 不能只是看非常壯觀的「假」火箭、太空船，還有很多看似不起眼但超級重要的「真品」，需要大家去展覽中搜尋。接下來要帶大家看的是太空人的生活日常，各種太空必需品到底跟我們在地球用的、吃的有什麼不一樣？

5. 堅忍的耐力 ENDURANCE

原來，太空人要包尿布？！

太空探索的任務相當嚴苛，所以需要各種裝備配合太空人執行任務。首先從解決太空人生理問題的裝備開始，這個一看就知道是什麼東西吧？像是這一件白短褲其實就是「太空尿布」。當然尿布不是這個展區最重要的東西，擺放的地方也不是非常顯眼或突出，但是大家走過去時都會對它指指點點說上幾句，我聽不懂韓文，但是從語氣和表情大概可以猜到說話的人是驚奇加上好笑吧！

其實我沒有要大家看展都像我看這麼認真，休閒的看也不錯。不過如果在過程中誤會了某些展品的意義，而讓自己在特展中吸收到錯誤的知識那就不好了。

為什麼這麼說，我回台灣時會給我朋友看我拍回來的照片，很多人看到太空尿布這張照片的反應是：「原來太空人在太空尿尿都是尿在尿布裡喔～」。我相信也有很多人知道現代的太空船裡是有廁所的。我想強調的是，如果這些人沒看到這張照片，可能根本沒有想過太空人尿尿的問題，被問到太空人怎麼尿尿時也會回答「不知道」。知道自己不知道很好啊，不知為不知，是知也。但看到尿布之後，忽然就覺得太空人應該要穿尿布，如果沒有進一步去想這個問題，那可能就真的以為太空人只能尿在尿布上。自己引用一句我在科博館「科學的態度，決定你明日的高度」演講中所講的話：「科學學習中最危險的，不是無知、而是誤會」。錯誤的知識才是最可怕的。

早期的太空任務太空人的確需要太空尿布的幫忙，但新一代的太空船就裝設了「便器」可以使用，而太空尿布就只會在發射、降落，還有進行太空船外的太空漫步時才會穿。尤其是發射過程常常會因為天侯或是其他因素延遲，但這時太空人得乖乖坐好，不能亂跑，如果發射過程延遲太久，太空人們也就只能這樣尿下去了。

最後強調一下，尿布兩個字不是我亂亂講的，我在韓國展的英文說明上真的看到它寫 diaper 這個說明，但它正式名稱應該是 Maximum Absorption Garment，翻成「高容量吸收服」好了。

那大家一定會想再問，發射、降落或太空漫步時想小便可以尿尿在尿布裡，那如果想大便怎麼辦？那……就忍著吧。

圖片中另外一個東西就是「屎袋」（這是我自己翻譯的），早期執行阿波羅任務時使用。屎袋用的時候就是貼在屁股上，便完後混入殺菌劑再包起來。因為用屎袋實在太麻煩，所以在上太空之前跟任務執行中都會吃一些消化完殘留較少，也就是比較不會變成糞便的食物。其實有些問題不一定要有人告訴你才會有答案，從常理判斷，如果明天早上就要坐飛機去美國了，今天消夜應該就會避免去吃可能會拉肚子的麻辣火鍋。

太空食物好不好吃啊？（流口水）

生活另一件大事就是吃，也就是太空食物，這個展示櫃中有各色各樣的太空食物。

太空食物指的是為了配合太空人執行任務時，不論是食用的方式也好、保存的方式也好，把原本地球上有的食物經過特殊的加工與包裝製成的食物。太空食物為了延長保存期限，大多會以真空方式做包裝，而真空包裝可以再分為袋裝、罐裝及軟管裝（就是像牙膏）。

從照片中來看，標示 1 是葡萄柚汁，標示 2 是咖啡，像這類液態的食物就適合用袋裝。洋芋泥與沙拉放袋子裡吃起來較不方便，所以就要放在像標示 5 這樣的罐子裡，威化餅這種東西容易碎掉，所以裝在 7 號這種罐子。裝在 17 這種牙膏容器的是「混合了糖的果子」，這是俄國太空食物，猜想應該像是含有果粒的果醬。延長食物保存期限有一個方法是脫水，把水果用糖去醃漬，因為水份滲透的關係將水果脫水，這就是為什麼蜜餞是水果做的，但卻比水果更不容易腐敗的原因。

看到 19 的時候真是讓我驚呆了，旁邊的說明寫的是 AMBASSADOR VODKA，VODKA 不是伏特加酒嗎？標示 17、18、19 都是蘇聯太空食物，蘇聯人愛喝伏特加酒也是很正常的事，但太空任務怎麼可能可以喝酒呢？其實這個裡面裝的是羅宋湯，只是在標籤貼上 VODKA 而已，太空人喝的羅宋湯有沒有加 VODKA 在裡面就不知道了。

最後再強調一點，既然太空人帶上太空吃的食物就可以叫做太空食物，那有些食物本來就很「耐久」，這些食物就可以包裝好之後直接帶上太空。台灣特展的現場會有賣太空食物，現場會有哪些口味還不知道，但 X 博士在其他場合已經吃過很多種了，包括太空冰淇淋、太空草莓、太空香蕉、太空章魚燒、太空麻糬、太空布丁等。要問我是在哪裡買的，有些是在日本太空中心 JAXA 的筑波中心「JAXA宇宙航空研究開發機構筑波宇宙中心」，這也是一個可以預約參觀的地方，如果是日文版網頁找「預約見学」就有。他們在參訪後出口處的賣店有販售。從東京秋葉原坐筑波Expess可以到，下車後還要轉計程車。美國偶爾可以看到的Discovery channel store、台灣的賽先生科學玩具也可以買得到。另外一個是日本九州的太空世界Space World，這裡的賣店是我看過，在同一間店有賣最最多種太空食物的地方了。

買的時候要怎麼選？大家可以想一下，如果這個食物只是把它「包起來」就可以帶上太空的話，那你吃到的可能會跟一般地球上的味道差不多。以水果類來說，其實很多健康食品店也都有賣脫水的零食水果片，太空食物的水果就吃起來差不多。但太空冰淇淋脫水後吃起來就跟平常的冰淇淋很不一樣，至於是什麼味道，冰淇淋是乳製品，乳製品在常溫下脫水，大家可以想想看生活中有哪個東西擁有這樣的特性，大概就知道了。太空食物絕對沒有地球上食物美味，但買來吃吃看一定是難得的體驗。

太空服用處多

接下來是太空服。展場中陳列的，下方圖中這件其實不是太空服，而是美國空軍（United States Air Force, USAF）用的高空壓力裝（high altitude pressure suit）。為什麼需要壓力裝？飛機飛得再快不會讓人不舒服；但飛機如果有很大的速度變化，或者是急轉彎，如果用國中理化的語言來講，就是有很大的「加速度」時，人的身體就會受到影響。

戰機在空中戰鬥時，常常需要有急轉彎、急爬升等劇烈的動作。飛行員雖然是坐在椅子上，但體內的血液是保持流動的。如果有一個急速爬升的動作，飛行員體內的血液會因為慣性的關係往下半身流，這時候如果腦內沒有足夠的血液，就會造成飛行員的暈眩，這種情形跟蹲久了忽然站起來會暈的意思一樣。要避免這種情形，飛行員的壓力裝會非常的「緊」，把血液用外力把它壓住，避免在戰機做劇烈的動作時造成飛行員的暈眩。

其他後面幾件太空服也是大有來頭。包括了雙子星計畫、阿波羅計畫、水星計畫中的太空服都有展示。講到太空服，大家馬上聯想到的就是「太空中沒有空氣」，所以需要太空服提供太空人所需要的空氣。但是空氣的功能除了讓太空人可以呼吸之外，空氣也同時提供太空人與地面環境相近的空氣壓力，讓太空人的身體狀況可以維持正常運作。

除了空氣之外，它還有一些非常重要的功能。首先，地球上因為有臭氧層的保護，所以不會接收到太多從太陽來的紫外線，但太空人的活動環境在臭氧層外，所以就需要太空服來隔絕紫外線。而地球上還有由地球磁場所建立的磁層，磁層可以阻擋太陽所噴發出來的高速電漿粒子，也就是「太陽風」。極光就是由太陽風所造成的景觀。同樣的道理，身處於太空環境的太空人不像地面上可以受到磁層充足的保護，因此太空服也需要具有阻隔太陽風的功能。

J 編按：展覽中還有更多科學 X 博士沒辦法一一介紹的有趣展品，有興趣的朋友可以到 NASA 一場人類冒險台灣展中看看人類在太空探索中做的各種努力，換個方式一圓小時候那個太空夢。

故事從人類開始太空冒險之前講起—NASA特展搶先看（一）

真品沒人看 模型搶拍照—NASA特展搶先看（二）

文／蕭俊傑（科學 X 博士）｜國家太空中心任務科學家

J 編按：在上一篇中介紹人類從開始幻想上太空，到真真正正開始啟動各種太空計畫，以及美蘇之間緊張刺激的太空競賽。接下來，人類前往太空已不再是夢想，我們逐漸發展出各種高科技，帶領我們探索地球之外的宇宙奧秘。

我在韓國首爾 NASA 展看到一個很有趣的現象：假的東西大家搶著看、真的東西大家不知道怎麼看。

看展花錢、花時間，除非你很清楚你的目的是只是想要拍照、打卡、上傳，不然如果能在看展前對內容多一點了解，那在看展時就會更知道要看什麼門道，上傳 FB 時也可以多打幾個字，讓你的朋友們知道照片中這個東西到底有多厲害！

什麼是展場中「假的東西」，什麼又是「真的東西」。我講「假的東西」不是策展單位故意拿假的東西給你看，我舉個例子來講，像是火箭、太空船已經被射到太空中去了，怎麼可能拿出真的來給你看呢？為了讓民眾能了解它的樣子，所以需要一個「模型」來展示，讓大家從視覺上來感受這個沒有辦法出現在現場的東西。那什麼又是「真的東西」？玻璃櫃中展示的 V2 彈道飛彈的碎片，就是其中重要的真品。V2 彈道飛彈是世界上第一個長距離彈道飛彈，在二次世界大戰時出現。雖然它的外觀看起來沒有火箭模型炫，但在看一個科學特展時如果想要更深入的去欣賞一個展品的話，把感情與歷史放進去將一起來看就會有不同的感受。

接著讓我們回到 NASA 特展韓國展的現場：

 4. 探險先鋒 PIONEERS

這個展區中介紹了很多重要的火箭與引擎。

在這邊可以看到農神五號火箭（SATURN V），它是史上最大的火箭，高度達到 110.6 公尺。登陸月球的阿波羅計畫就是使用農神五號火箭。這邊常常聽到一個大家對火箭名稱的誤解。SATURN V 這個名字指的並不是「這一支火箭」的火箭，而是「這一型火箭」，SATURN V 一共發射了 13 次，阿姆斯壯他們登陸月球是第 6 次。

從照片中可以看出在火箭最前端的地方，有一個像是尖塔的東西，那其實是太空人的逃生裝置發射逃生系統（launch escape system, LES）。在太空人登上火箭後，如果在火箭發射過程初期發生問題，LES 會帶太空人離開火箭，等到火箭升空到一定高度後，為減輕重量 LES 會脫離火箭，而如果在那之後火箭才發生問題，那太空人就自能自求多福了。

除了最搶眼的 SATURN V，這裡還有泰坦一號（TITAN I）的引擎。有些火箭會分節（stage），第 1 節、第 2 節、第 3 節是從火箭下方往上算，最下面的叫第 1 節。TITAN I 是美國第一枚多節式洲際彈道飛彈，共有兩節。火箭的目的是把太空船或是衛星（這些會稱為火箭的酬載）送上太空，但火箭的重量遠遠超過酬載本身，也就是說太空船或是衛星本身重量不重，重的是把它送上太空的火箭。所以為了減輕重量，火箭把部份燃料用完之後，就會把第一節（stage 1）脫離，第二節引擎點火繼續飛向太空。但大家也不要覺得把火箭分節可以減輕重量，所以分節分越多越好。因為分節雖然有減輕重量的好處，但卻有以下壞處：

1. 脫離失敗

火箭節與節之間是用像是「栓」這樣的東西鎖在一起，脫離時是用適量的火藥把栓炸斷，如果炸栓過程不順利，就有可能脫離失敗。

2. 點火失敗

第一點火箭脫離後，第二點火箭的引擎就要接著點火。就像家中瓦斯爐的電子點火，有時第一下火沒點起來，我們可以點第二下、第三下。第一節火箭在地面上點火，如果點火失敗還可以補救；第二節以上的火箭都要在空中點火，如果點火失敗任務就玩完了。

以上兩點都要在空中進行，兩節火箭（TITAN I）要做一次空中脫離＋點火、三節火箭（SATURN V）要做兩次空中脫離＋點火。這些動作都是做越多次越危險。

3. 引擎太多

每增加一節，就需要增加一組引擎，引擎不但占重量，而且要花錢。所以太多節也會有引擎太多的缺點。發射前只有第一節引擎是外露的，第二節以上的引擎都是包在火箭本體裡面，所以大家在展場看 TITAN I 引擎的時候，不用看說明就知道哪一個是第一節，因為第一節的會長得比較大。

4. 結構變弱

一個完整的火箭，如果分太多節，想也知道整個結構強度會減低，這也是一個分節的缺點。

展示櫃中有一個很顯眼的牛仔帽，這個是火箭之父華納．馮．布朗（Wernher von Braun）的，雖然與太空科學沒有直接關係，但也算是重要的歷史文物了。旁邊皫碎片就是我前面提到的在二次世界大戰時出現，世界上第一個長距離彈道飛彈 V2 彈道飛彈的碎片。

這個展示櫃中是各種火箭與太空梭的模型，所有的比例都是 1/72。大家可以對各種火箭的大小有個比較。

最後有一個我覺得很可愛的東西，展區入口有一塊玻璃，感覺上好像是一塊透明的黑板。這是一個拍照的好地方，大家可以站在玻璃的這一邊，假裝在跟其他人講解太空船軌道相關原理，拍照的人從玻璃的另一邊來拍照。

這片玻璃上面的公式跟圖我簡單介紹一下：大家國中時都學過 F=ma，這是牛頓第二運動定律，F 是力，m 是質量，在地球上的很多狀況就直接等於重量，a 是加速度。我用很不嚴謹的白話來講就是「讓一個東西加速需要花力氣、把一個東西減速也需要花力氣，而這個東西重量越重，這個力氣也要越大」。如果不計任何阻力（空氣阻力也不計），讓一個東西一直保持一樣快（a = 0）是不需要力氣的。我們身邊的東西常常會有速度的增加或減少，學校也會有題目叫我們算說把 100 公斤的物體從靜止加速到多少，需要花多少的力氣。大家注意一下這個題目：它告訴你把「100公斤的物體」，其實已經設定了這個物體的質量是固定的，但在太空中的太空船的質量會改變的，像是脫離、燃料減少，或是把東西放在月球上、從月球又帶了石頭回來等等的原因，都會改變太空船的質量，所以在用 F=ma 這個公式時，不止 a 會變，m 也會改變。（你在這塊玻璃前面講前面這段話，應該可以唬住一些人吧！）

我本來以為是韓國展場的裝潢而非展示品的一部份，後來經過確認這片玻璃也會在台灣展出現。

J 編按：這趟旅行還沒有結束，人類上太空不只靠火箭、太空船，還有很多在太空生活的必需品，食衣住行樣樣不能少阿！

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本文轉載自作者網站科學X博士