獨家》「台版星鏈」打造太空基地台 軍民通用加速國軍戰力轉型

政治

「俄烏戰爭」中馬斯克(Elon Musk)所提供星鏈(Starlink)系統,成為烏克蘭重要指揮通信平台,成為改變作戰型態的全新運用和啟發。
國防部在2022年5月漢光38號演習「圖上兵棋推演」即討探此一新型作戰模式,國內現正全力發展「台版星鏈」系統。

據證實,在國安會指導下,政府現正結合數位發展部、國家太空中心與民間廠商,要協力打造「台版星鏈」系統。

先看星鏈所採用的低軌道衛星通訊技術發展,SpaceX已經發射3000多顆衛星,目標是在太空低軌上,部署4.2萬顆衛星,此一即時通訊且不受干擾的服務,讓各界為之驚艷。

由於中國對台武力威脅與日俱增,在歷次漢光兵推的劇本,一旦發生戰事,我方通訊及雷達站等重要目標,都會遭到導彈第一波攻擊,以癱瘓我方指揮與通訊系統。

在敵情威脅考量,以及低軌衛星的商用與戰爭用途日益重要,行政院長蘇貞昌在2019年1月14日上任,所簽的第1份公文,就是核定第3期的「太空科技發展計畫」,以10年投入251億元,要自製發射衛星。

行政院蘇貞昌院長視察獵風者衛星整備情形。(圖片來源/擷自太空中心)

(更多新聞:獨家》太空中心推動衛星合成孔徑雷達 可全天候拍照被戲稱「間諜衛星」

改列數位部主管,國內將遍設700多處衛星設備站點

其次,翻開數位部2023年的預算書可以得知,原本列為由國科會所主管,太空基礎能量及產業發展先期計畫,已經移由數位部主管。

未來,數位部將在各縣市約700多處地面站及3個國外站點,設置非同步軌道衛星設備,驗證提供「應變通訊服務。」

在實際執行面,仍由國家太空中心來推動,預計在2023年底達到衛星自主國產元件占70%的目標;行政院並修正三期太空計畫,提高2倍目標,在2030年發射至少20顆通訊衛星。

前兩顆第一代通訊衛星會由工研院與太空中心執行;據了解,未來會此基礎上,再推出「升級版」,輔導民間廠商進一步開發和提升性能。

政府借鏡「俄烏戰爭」使用星鏈(車上)經驗,將全力打造「台版星鏈」。(圖片來源/擷自推特)

政府推動「太空國家隊」,創未來3項獨門技術助攻

太空中心中心先前曾找上創未來科技,該公司在太空中心協助下,完成第三期太空計畫的通信下鏈發射器的專案測試後,期望在該中心與工研院輔導下加入「太空國家隊」。

創未來科技董事長兼執行長王毓駒笑著解釋稱,低軌通訊衛星可以理解為「太空基地台」,公司如能若能順利加入這項計畫,預計在1年後,應可做出1.5代通信衛星的酬載原型體。

王毓駒能如此有信心定出明確目標,是因為創未來科技在低軌衛星通訊部分掌握3項獨門技術。首先,是每一個「太空基地台」的預計傳輸速度,再拉大兩倍以上逾2Gbps。

微型化設計,可以達到更輕量化。以量取勝,達到更好的通信品質。(圖片來源/創未來科技提供)

第二是縮小重量尺寸與功率,讓一顆衛星可以裝載更多的「太空基地台」,提供更好的通信速度與品質。

小檔案:低軌道衛星

低軌道(Low Earth orbit),又稱低地球軌道,一般高度在2000公里以下的近圓形軌道,均可以稱為低軌道。

由於低軌道衛星離地面較近,絕大多數對地觀測衛星、測地衛星、太空站以及一些新的通信衛星系統都採用低軌道。

由於低軌道衛星傳輸延時短,路徑損耗小,實現真正的全球覆蓋,頻率復用更有效。

除了用於手機通訊,因為容易獲得目標物高解析度圖像,低軌道衛星主要也用於軍事目標探測。

便宜成普及關鍵,可達星鏈同等級服務

創未來科技在低軌衛星通訊部分掌握3項獨門技術。(圖片來源/擷自創未來科技)

第三是低成本的用戶端技術,讓客戶可以取得便宜的衛星通信裝置,這會是讓衛星服務更為普及的重要關鍵。

對於這種新型態的「太空基地台」運作方式,王毓駒解釋稱,以星鏈系統為例,可以同時「看到」50到60顆衛星訊號。

而台灣通信衛星的星系雖然會比較少,但是可以透過與衛星間通信,和星系軟併網等相關技術,來達到星鏈同等級的服務品質。

王毓駒強調,如以低軌衛星繞地球一圈計算,約每7分鐘就會有顆衛星繞過低軌太空,提供訊號源,不易受到戰時地面基地台,或海底電纜遭到破壞而斷訊。

合成孔徑雷達衝軍用能量,有助國軍戰力轉型

星鏈系統在「俄烏戰爭」中,讓烏軍得以保持指揮通聯,和用來鎖定俄羅斯戰車等目標,再指揮無人機執行轟炸任務。

星鏈系統在「俄烏戰爭」中,讓烏軍得以保持指揮通聯。(圖片來源/擷自烏克蘭總參謀部)

低軌衛星的另一重點,為合成孔徑雷達技術。此技術可以穿透惡劣天候;如能突破技術關鍵和升級,讓影像解析度達到0.5公尺以下,即具備軍用衛星技術能量。

考量戰時指揮與通訊問題,工研院稱,台灣固網均透過海底電纜連到國外,容易受到天災或戰時破壞,如果有通訊衛星至少不會受到限制。

再看全球目前有4大低軌衛星大廠。除了SpaceX外,還有Telesat、OneWeb、Amazon(Kuiper);同時根據「Grand View Research」調查,全球衛星產值在2023年,將達到3083億美元的驚人規模。

台灣現正急起直追,目前已有逾40家業者,切入國際衛星大廠與地面元件,未來在推出「台版星鏈」後,更能從上下游,合力打造完整的供應鏈與生態系統。

台灣如能加速發射100顆以上的低軌衛,甚至是達到軍用等級,勢將有助加速國軍戰力轉型,以及進軍龐大的國外市場。

根據Yahoo整理的衛星和低軌衛星概念股,,包括金寶、華通、台揚、國巨、敬鵬、金像電、台光電、聯發科、漢翔、穩懋、群創、精測等30家公司入列。

小辭典:合成孔徑雷達

根據中科院解釋,合成孔徑雷達(synthetic aperture radar, SAR)具有全天候與大面積取像優點,適合台灣的氣候使用,可利用飛機或人造衛星作為載具,可支援救災、勘災、資源調查、科學研究及國土監測。

至於高解析力成像雷達,可利用高調制訊號頻寬及在載具飛行方向上虛擬天線的合成訊號,獲得所需距離及方位的高解析資訊。

合成孔徑雷達屬於一種微波成像雷達,也是一種可以產生高解析度圖像的機載雷達或衛星雷達。

合成孔徑雷達可以穿透惡劣天候,日夜全天候遙測影像,技術門檻極高。(圖片來源/創未來科技提供)

傳感器獲取的遙測影像後,需要進行一系列預處理過程,以及要進行幾何校正和大氣校正等程序,以獲取更為精準的影像,甚至普遍用運在軍事運途。