走一條不同的路，台灣火箭科學家自行研發混合式推進系統，以製造衛星載具 火箭為目標，期許高度跨領域整合人才，並開創新產業。
不曉得你是否看過「十月的天空」（October Sky）這部真人真事改編的電影？故事是描述1957年10月蘇聯發射第一枚人造衛星「史波尼克1號」。這枚衛星吹響了美蘇冷戰時期的太空競賽號角，也啟發了住在美國煤林鎮的高中生希坎姆，讓他決定走一條不同的路，與朋友一起製造並發射火箭。他們曾迫於現實環境一度放棄，在老師的鼓勵下，後來獲得全美科學展覽會優等獎。這部電影相當感人且寫實，劇中發射的糖火箭就是使用以糖為燃料的固態火箭推進劑，而陽明交通大學前瞻火箭研究中心（ARRC）也是從自製糖火箭開始的，當時ARRC還沒成立。
台灣在火箭相關的科普教材並不如美國發達，火箭製作與發射的零組件皆需自行設計並研發。2007年交通大學機械系教授吳宗信（本文作者之一）開設了「火箭推進理論設計與實作」課程，並在2008年6月22日發射了ARRC團隊的第一枚與第二枚火箭APPL-zero。雖然兩枚小火箭並不如預期升空，其中一枚還炸成天女散花，但這段經歷改變了我們原本對於火箭實作課程的想法：「火箭」真的可以如此觸動人心；學生見證自製火箭發射而感動流淚，這幾乎是打造其他工程系統無法比擬的。製造並發射火箭是需要一群人「做伙作夢」、「做夥拍拚」才有辦法成功的夢想。直到今日，選修該課程的學生仍有幾位在ARRC持續實踐火箭夢，這群初心不變的年輕人令我們由衷感動。
四種火箭比一比
在所有科技當中，火箭與太空科技是相對特別的領域。不單單是研發的困難性，還必須結合電子、機械、資工、材料、化工、控制、通訊等跨領域人才。火箭研發成本高昂，皆是由政府主導的戰略科技，可謂不惜成本。火箭升空後大多難以回收，為了達到最有效利用，火箭設計追求的是運載效率。常見指標是酬載比（payload ratio），即酬載重量與火箭的總重量比，數值越大表示同樣的火箭重量可以運載越重的衛星。影響酬載比的主要因素包含火箭結構重量比、引擎推進性能（比衝值）等。依據公開資料，火箭實驗室公司（Rocket lab）的電子火箭酬載比大約1.8%，太空探索科技公司（SpaceX）酬載比是1~2%，而火箭結構重量比約10~20%，其餘80%以上為推進劑重量。也就是說，100公斤火箭僅能運載1~2公斤衛星進入軌道。
因火箭的重量龐大，為了瞬間產生足夠推力，目前運載火箭推進系統仍舊以化學反應火箭為主。種類可再細分為單推進劑火箭、固態火箭、液態火箭與混合式火箭（參見40頁圖）。除了單推進劑火箭是透過觸媒與推進劑反應而產生推力外，其餘三種皆為混合燃料與氧化劑的雙推進劑混合燃燒產生推力。
燃料與氧化劑的組合相當多樣。固態火箭中常使用的固態氧化劑包括過氯酸銨（NH4ClO4）和硝酸鉀（KNO3）等，固態燃料則是端羥基聚丁二烯（HTPB）和金屬鋁粉為主。而常見的「沖天炮」是以黑色火藥（硝酸鉀、碳粉、硫粉的混合物）做為固態燃料。因為燃料與氧化劑在點燃前就混合完畢，燃燒反應效率極佳，但無法調控燃燒反應速度與推進器推力的大小（飛行速度）。在推進器排氣方面，為了有更好的燃燒效率與穩定性，使用HTPB的固態火箭中常會有其他添加物，再加上過氯酸銨含有氯，因此污染程度是四種火箭類型中最高的。糖火箭所使用的氧化劑為硝酸鉀，成份不含氯，污染程度也就較低，缺點是推進效率較差。另一種較先進的固態推進方式，是使用二硝醯胺銨（ammonium dinitramide）為氧化劑，其密度與比衝值均高於傳統的過氯酸銨，燃燒後不會排放含氯化合物，相對乾淨且環保，缺點在於儲存時容易受潮分解，尚待更多的研究加以改良……
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