一年只有9億經費、194名人力,最「窮」的福衛五號卻拍出美、日都想買的影像

一年只有9億經費、194名人力,最「窮」的福衛五號卻拍出美、日都想買的影像
Photo credit: 科技部

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台灣的國家太空中心只有194名人力,2017年政府也只補助新台幣9億8,000萬元左右(3,000萬美金出頭)預算,儘管已是國研院下轄單位中獲得數額最高者,但與日本接近16億美金,以及韓國5.83億美金相比,仍是杯水車薪。

第一枚台灣自製的高解析度光學遙測衛星「福爾摩沙衛星五號」,2017年8月在美國升空,但傳出休眠、失焦等問題,歷經半年解決後,福衛五號在三個月內拍出台灣全島無雲影像,完成創舉,科技部長陳良基昨(23)日率領福衛五號研發團隊晉見總統,並送上台灣全島影像圖。

(中央社)歷經六年研發,總經費新台幣56.59億元,台灣首枚自主發展的高解析度光學遙測衛星「福爾摩沙衛星五號」,2017年8月25日在美國加州范登堡空軍基地順利升空。雖然一度傳出衛星休眠、影像失焦等消息,但最終都成功克服。

陳良基23日率領國家太空中心團隊,在下午晉見總統蔡英文,並贈送蔡總統一幅由福衛五號拍攝影像拼接而成的台灣全島無雲影像;太空中心團隊並在旁題上已故詩人羅葉寫給家鄉的情詩「我願是你的風景」。

陳良基表示,蔡總統還將此一台灣地圖,放在總統的狀況室;這代表在遙遠的外太空中,「有一顆台灣自主的衛星,在太空中守候台灣。」

陳良基向蔡英文總統報告時提到,福衛五號由國家實驗研究院國家太空中心,結合國內產學研50多個團隊,歷時六年,成功研製光學遙測酬載、先進電離層探測儀、衛星電腦、電力控制與分配單元、飛行軟體等關鍵元件及軟體,也能充分掌握影像處理系統及地面操控系統技術。

科技部轉述,總統除了感謝科技部、國家實驗研究院和太空中心團隊的努力,並表示福衛五號是一顆充滿台灣味的衛星,其成功發射與順利運作,代表我國太空科技能量邁入全新的里程碑,也奠定了我國自主發展太空科技的基礎。

總統並請科技部持續推動太空發展計畫,期待我國太空科技的能量繼續擴散到產業界,讓台灣的科技產業能跨入高端的國際太空市場供應鏈,創造另一個台灣經濟奇蹟。

三個月拍出台灣全島圖,完成不可能的任務

科技部稍後召開記者會指出,歷經近半年的元件調校、軌道操作及影像處理,福衛五號目前成功執行全球電離層觀測及遙測取像任務,衛星遙測影像品質也符合預定需求。

值得注意的是,以福衛二號來說,最快也要半年時間才能拍完整個台灣地圖,更何況福二是天天經過台灣上空,福五則是兩天經過一次,科技部國家實驗研究院國家太空中心克服天候及福衛五號移焦問題,在短短三個月就拍攝完成一整個台灣全島,完成不可能的任務。

國家太空中心副主任余憲政表示,成員們珍惜每次福五經過台灣的拍攝機會,算準角度、時間,盡量避開雲霧遮蔽狀況,從去年9月到12月短短三個月時間,就完成拍攝台灣本島的工作,這絕對是創舉。對福五不夠熟悉,衛星操控經驗不夠,根本辦不到。

余憲政認為,每一次福五經過台灣時的拍攝任務,只要失誤就會導致任務時間延長,太空中心在有限人力下完成不可能的任務,就算是國際上優秀團隊,要在相同條件下達成也很困難。未來最低目標是一年至少拍一張台灣整島。

福衛五號,剛升上太空就休眠

其實,福衛五號能拍出符合需求的照片,並沒有那麼容易,除了前面六年研發製造的辛苦,2017年8月升空後,就接連傳出休眠、失焦等問題。

國家太空中心前主任張桂祥就說,2017年8月25日,當國人仍沉浸在台灣發射福衛五號成功的喜悅時,福五就因為太陽能感測器和反應輪因參數設定問題,電力下降到一定程度,導致衛星啟動自我保護的休眠模式。

肩負福衛五號成敗的國家太空中心副主任余憲政,想起8月25日那天,只睡了兩小時,福五順利發射升空後,終於可以暫鬆一口氣,一家人等著要幫自己慶祝時,卻收到福衛五號進入休眠模式的消息,他哽咽地說,「一口飯都沒吃,眼淚就掉下來」。

余憲政馬上從家裡直奔位於新竹的太空中心,和操控團隊一起奮戰,不眠不休找問題,三天中甚至睡不到三小時。

和太陽同步軌道、距離地球720公里的福衛五號,每99分鐘繞行地球一周。睡在辦公室沙發上的余憲政,也跟福衛五號一樣,每99分鐘就得起來一次,和衛福五號團隊討論、測試,想起那時候的緊張狀態,到找到解決方法「喚醒」休眠中的福五,團隊苦中作樂說,「那時候衛星一直睡覺,我們都沒睡覺。」

太空中心團隊一邊找設計圖,一邊操控衛星,最後發現是反應輪序號錯置,由於是台灣自行研發的飛行軟體,可以自己上傳、修正,「如果是福衛二號,可能連改都不知道怎麼改」。

休眠問題解決,又碰上福衛五號「失焦」

但解決休眠問題後,福衛五號並沒有因此一帆風順。2017年9月7日,福衛五號傳回的首批影像出現光斑現象,衛星影像組組長劉小菁認為「這是嚴重問題」,惴惴不安回報後,9月9日確定福衛五號取像儀失焦。

余憲政解釋,福衛五號影像的光斑跟模糊問題,主要是取像儀失焦造成,本來是一個點,散開成一個光圈,透過回溯修正的方式,利用數值演算,將散開的光圈部分集中回原來的一個點。

當時,劉小菁和團隊雖然心情都沉到谷底,但想起福衛五號還有後續照片推廣、使用的問題,也只能打起精神來,積極尋找解決辦法。

從去年9月9日回報問題,到9月19日召開記者會,太空中心僅用10天就找出解決方法。更令人感動的是,記者會後,太空中心樓下已經聚集不少自動自發的學者,等著告訴國家太空中心福五計畫主持人張和本說,「這個問題有解」。

最後,太空中心把衛星艙內主要結構包起來,並使用氮氣維持沒有濕度狀況,雖然數值會有些微誤差,但能透過技術,經過計算補正克服。


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台美減碳有「共同國家策略」!專家看好低碳汽油合作

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Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會

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財團法人環境與發展基金會攜手美國穀物協會舉辦「全球推動低碳汽油融入淨零碳排趨勢系列座談」,邀請台美專家共同與談,專家表示,低碳汽油減碳成效佳,已助力全球60餘國的運輸減碳,台灣應將低碳汽油納入2050淨零碳排國家戰略,加速運輸部門邁向零碳。

財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會日前舉辦「全球推動低碳汽油融入淨零碳排趨勢系列座談」,包括美國在台協會、行政院能源減碳辦公室、經濟部、環保署、台灣中油、台塑石化以及國內外專家共同與會,針對台灣導入低碳汽油,加速運輸部門邁向零碳進行討論。環境與發展基金會蔡俊鴻董事長表示,低碳汽油已在超過60個國家普遍採用,導入低碳汽油對於運輸部門有立即的減碳效果。台灣2050淨零碳排轉型是整體性的國家戰略,任何助於減碳的策略都應被討論,重點在於國家是否真的有減碳的決心。

圖一:合照
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會
全球推動低碳汽油融入淨零碳排趨勢座談,共同探討可行的減碳方針與策略。來賓自左起為:台榮周忠平副理、台塑石化李後昆處長、台灣綜合研究院柯亮群所長、經濟部工業局潘建成組長、行政院能源及減碳辦公室黃錦明科長、臺灣師範大學葉欣誠教授、美國在台協會(AIT)王睿珂(Erich Kuss)組長、美國穀物協會盧智卿駐台代表、環境與發展基金會蔡俊鴻董事長、環保署氣候變遷辦公室蔡玲儀主任、循環台灣基金會黃育徵董事長、經濟部能源局蔡秀芬組長、中油王淑麗組長、中華氣候變遷暨農業發展學會張學義委員、台塑洪宗益協理。

全球正面臨氣候變遷與能源轉型的重大挑戰,亟需有效且可行的減碳方法。美國在台協會王睿珂組長致詞時表示,台灣與美國都有邁向淨零碳排的目標。美國是全球推動低碳汽油的先驅,美國長年採用低碳汽油作為解決溫室氣體排放的策略之一,不僅減碳效果立竿見影,更提供消費者減碳的選擇。台美是重要的能源戰略合作夥伴,盼透過此次座談交流,促使雙方在減碳路上更進一步合作,實現淨零碳排的願景。

圖二:AIT農業組組長
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會
美國在台協會農業組組長王睿珂表示,台美是能源合作戰略夥伴,盼能加強交流、合作實現淨零碳排的願景。

環保署氣候變遷辦公室蔡玲儀主任強調,台灣正在研擬2050淨零路徑規劃,總共12項關鍵戰略,其中也包括運具邁向無碳化。確實政策推動不可能一次到位,一定是從低碳逐漸邁向無碳,機車就是很好的例子。台灣運輸部門的主要排放源是汽車和機車1400萬輛,目前環保署鼓勵淘汰老舊機車,也有助於減碳。低碳汽油在世界各國早已廣泛運用,最重要的是如何進行社會影響面評估,做好公眾溝通,讓民眾能夠接受。此次座談針對技術面、產業面問題都有探討,相信資料彙整後對運輸部門如何減碳有更多的幫助。

圖三:環保署蔡玲儀主任
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會
環保署氣候變遷辦公室蔡玲儀主任表示2050淨零目標無法一次到位,轉型過程一定是從低碳到無碳。

美國穀物協會乙醇技術顧問Rowena Torres-Ordonez以美國推動低碳汽油基礎設施以及車輛適用性評估進行專題演講分享。她表示,美國推動低碳汽油已有近半世紀的歷史,從歷年的統計數據來看,汽車兼容E10低碳汽油已不是問題,所有廠牌汽車皆可直接使用。尤其低碳汽油具有親水性的問題,美國已經建立完善的指導原則和知識體系,透過核心技術將乙醇和水相分離(phase separation),以穩定油品的品質,確保低碳汽油輸配系統全程保持乾燥。例如每個配送點都會檢測含水量,避免水干擾問題,而對比過去E3低碳汽油,E10低碳汽油對水份的抵抗能力更強,並不會影響到行車安全。Rowena更進一步表示,減碳、低污染必須倚靠多元策略並進。低碳汽油非常容易推動,唯一要做的就只是替換原本的汽油,對於民眾、社會不易造成影響,卻能立即減碳。Rowena強調「假設 2040 是淨零碳排階段目標,那我們該如何思考從現在過渡到2040?低碳汽油與電動車策略完全不衝突,可以同時共進」。

國立臺灣師範大學永續管理與環境教育研究所葉欣誠教授認為,在社會公正轉型的基礎上,低碳汽油在技術上絕對是解決氣候變遷的可行解方。曾有民調指出,許多民眾認為電動車是高價產品,負擔不起,導致短時間內電動車無法普及。淨零轉型的過程必須特別注重社會階級的公平、公正,若能直接從傳統燃油的成分調整達到減碳效果,是相當務實的做法。另一方面,從實務上來看,電動車所需的電力仍有八成以上倚靠火力發電,因此運具全面電動化並非淨零碳排的終點。況且,能源選項的多元化,其實是對台灣能源安全的保障。葉欣誠教授強調,關鍵還是在於政策推動的決心,尤其政府單位應由誰主責,低碳汽油的推動涉及行政院能源減碳辦公室、環保署、經濟部、交通部等多個單位,必須有明確的任務賦予。

圖四:葉欣誠教授
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會
台灣師範大學永續管理與環境教育研究所葉欣誠教授認為電動車短時間內無法普及、且電力碳排仍高,應該從務實角度思考導入低碳汽油。

台塑石化股份有限公司洪宗益協理表示,只要政府政策明確,推動E10低碳汽油在技術上不是問題,若能循序漸進推動轉型,配合誘因機制和輔導,消費者應該可以接受低碳汽油,畢竟電動車政策無法一步到位。公正轉型絕對是減碳過程中必須關注的環節,尤其年輕世代,機車擔任主要的短程工具,更是經濟弱勢族群的移動需求核心,如何讓他們也能參與減碳是政府必須思考的。這也帶出一個思考的出發點,減碳轉型究竟只能從購買運具更換的思維出發,還是可以讓既有交通運具也能扮演減碳的角色?

中華氣候變遷暨農業發展學會張學義委員表示,社會對於低碳汽油的原料一直有所誤解,目前仍有人認為能源作物可能與糧食相互競爭。事實上全球農作物生產效能歷經數次突破性成長,其產能用於供應生質燃料的比例不到5%,影響微乎其微,燃料會與糧食競爭的說法早已是過去式,這點政府有責任廣為宣導。低碳汽油能直接達到減碳、減少空污的效果,包括美國在內的先進國家已經提供很多極好的導入經驗,油品問題無須擔憂,只是過往E3低碳汽油效果有限,E10的效益相對顯著。張學義委員補充,台灣電力供應源的轉換各界都有疑慮,思維不應綁在運具轉換,而是整體上如何導入乾淨能源。

台灣綜合研究院柯亮群所長指出,從策略規劃的角度,所有有助減碳之選項都應納入思考範圍。資料顯示低碳汽油生產的碳強度在持續下降,若要驗證所使用的原料是否永續,可以參考德國生質能源料源之永續性認證制度、或歐盟永續性生質燃料標準。若從整個生命週期證實是有減碳效益,對未來社會大眾推廣也有幫助。其次,淨零碳排轉型的過程,公正轉型絕對是重要議題。尤其台灣具有大量機車的社會特殊性,其代表轉型的背後,受影響的不只是燃油車廠商,更包括不一定有能力轉換電動運具的一般民眾。建議政府可盤點目前低碳汽油適用機車類型,以明確低碳汽油在轉型過程中可帶來之「公正」社會效益。

循環台灣基金會黃育徵董事長則表示,淨零碳排必須是跨國、跨產業的合作行動,才可能共解氣候危機,這不是單純的貿易關係。樂見台美能源戰略夥伴有更緊密的合作。黃育徵也補充,要達成淨零碳排目標,整個社會都必須思考新經濟模式,非僅有供給端的改變,更需要考量需求端的槓桿角色。民眾必須有意識的改變自己邁向淨零生活,才能帶動淨零生產。

行政院能源及減碳辦公室黃錦明科長表示,不論是從消費端推動低碳汽油、或從產業端推動電動車,同樣都可以協助運輸部門減碳,對運輸部門達成2050淨零排放的階段減碳目標有很大幫助。目前應優先評估是否納入國家淨零碳排減碳戰略中,確定納入國家政策推動方向後,再由主政部門規劃具體推動作法與分工,較為可行。黃錦明科長認為,導入低碳汽油最重要的是相關標準的訂定,可由公協會依照市場需求提出E10低碳汽油的油品標準,提供給標檢局審查,同時參考國際經驗建立相關的標準作業程序,減少運輸、摻配、貯存過程中可能讓汽油變質的問題。建議系列座談未來可更務實討論,包括交通部公路總局、經濟部國營事業委員會、經濟部標準檢驗局、汽機車相關公協會都應參與討論。

在車輛適用性的問題上,國際上雖然已有相當豐富的證實研究,美國再生能源協會(RFA)也在全球七國進行研究,機車也能直接使用低碳汽油,經濟部永續發展組潘建成科長仍建議,若要增加對民眾的信心,應要有本土科學數據的研究,才能夠提高民眾的信任。經濟部能源局蔡秀芬組長也表示,品牌車廠角色也可加入討論,讓原廠能夠向車主說明低碳汽油的適用性,民眾的疑慮也會降低。

圖五:蔡俊鴻董事長_and_盧智卿駐台代表
Photo Credit:財團法人環境與發展基金會、美國穀物協會
財團法人環境與發展基金會董事長蔡俊鴻、美國穀物協會駐台代表盧智卿表示,低碳汽油已為全球超過60個國家帶來相當可觀的減碳效益,盼與政府共同合作台美淨零碳排行動。

美國穀物協會盧智卿駐台代表結語時表示,低碳汽油已為全球超過60個國家帶來相當可觀的減碳效益,甚至帶動農業的升級轉型。美國十分願意與台灣政府、民間共同努力,將成功的經驗、技術專業等資訊與大眾進行交流,與台灣政府一同達成2050淨零碳排目標。


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