探索衛星通訊產業Part 1｜從對抗到合作，解析太空衛星的發展歷程
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前言
自伽利略於17世紀使用望遠鏡窺探夜空之時，人類總是對探索太空、仰望宇宙的熱情不減；在第二次世界大戰結束後，地面上的競爭早已滿足不了美、蘇兩大強權的野心，紛紛將觸角伸往太空領域，展開一連串的太空競賽(Space Race)，而在此時空背景下－「衛星」就這樣誕生了。
我們將以國際間衛星發展史與衛星產業為主軸分拆系列文章，將探討衛星產業的發展脈絡，分析國際競爭與台灣的挑戰。首先，回顧衛星技術如何在美蘇冷戰中崛起，從軍事競爭逐步轉向國際合作與民用發展。接著，剖析當前全球衛星技術的應用趨勢，包括通訊、軍事與商業化發展，以及可能引發的安全隱憂。最後，探討台灣衛星產業的現況與未來機遇，分析如何在國際競爭中強化技術優勢，確保產業發展與國際布局。
衛星發展歷程與沿革
衛星(Satellite)，又稱為人造衛星，是一種太空載具，起源於冷戰時期的太空競賽。早期多集中於美、蘇兩國，大多數為軍事用途，其功能主要多半以訊息傳輸、資訊檢測及觀測等，特性則類似於天然衛星，環繞地球或其它行星運行，其衛星分類方式有軌道運行方式、軌道高度、衛星重量及用途作為區分依據。
(一)太空發展的起源 -第一顆衛星
第一顆衛星「史普尼克1號」於1957年10月由蘇聯在拜科努爾太空發射場啟航奔向太空，這不僅僅是探索太空開出的第一槍，也讓美國緊追在後，於1958年1月底在卡拉維納爾角(佛羅里達州)航太中心發射「探險者一號」；更是揭開美、蘇長達二十年的太空軍備競賽。然而，此次美國探索除了發現地球周圍的范艾倫輻射帶(Van Allen Radiation Belts)之外，也加速美國深化太空領域的計畫推行，同時亦成立國家航太暨太空總署(NASA)，負責執行並統籌接下來數十年的太空行動。
(二)太空競賽的白熱化
太空競賽整體大致分成「載人太空飛行」、「登月計畫」及「太空探測及探索」三種類型。
太空競賽一、載人太空飛行
首先有這個構想的國家是美國，在1958年美國國家航太暨太空總署(NASA)成立之後，「人類最早進入太空計畫(MISS)」係初期美國載人太空飛行計畫之一，並成立水星計劃小組(Project Mercury)規畫進行；同一時間，蘇聯也進行「東方計畫」因應，最終第一個將人類送上太空的是蘇聯。
1961年4月，蘇聯發射「東方一號」太空飛船將尤里．加加林成功送入地球軌道，耗費108分鐘繞行地球一圈後，再從距離地表7,000公尺的高空安全降落，成為人類第一位進入太空的人，此舉使得蘇聯在太空競賽初期持續領先。
然而美國也不甘示弱，於1961年5月派遣艾倫．雪帕德成功進入太空，雖並非進入太空的第一人，但他是第一位在太空成功手動駕駛宇宙飛船並降落的太空人。該結果也讓美國政府更加重視太空領域的發展，進而研擬、啟動「阿波羅計畫(Program Apollo)」。
太空競賽二、人類登月計畫
因被蘇聯捷足先登進入太空的而焦慮美國政府，將目標重新聚焦在「登入月球」的機會，於1961年由甘迺迪總統宣布並推動阿波羅計畫(Program Apollo)，目的係展現美國的科技及國家實力，並發展太空領域達到軍事技術、火箭推進系統及導航通訊技術進步，也帶動半導體、計算機及材料科學等產業的發展。
而在尼爾．阿姆斯壯(Neil Alden Armstrong)正式出發前往太空、踏上月球以前，美國展開前導計畫-「雙子星計畫(Project Gemini)」。該計畫主要目的係優化太空載具為導向，包含太空對接、首次太空人出艙活動及延長太空任務時間，都為後續踏入月球活動奠下良好的基礎。然而，登月行動並非一帆風順，其中發生於1967年的阿波羅1號意外事故，除了太空艙的安全標準受到重視外，也使登月行動延遲；直到1969年，阿姆斯壯才乘坐阿波羅11號登陸月球。
另一方面，美國由於雙子星計畫的成功，使航太技術逐漸超越蘇聯。而蘇聯雖也嘗試計畫登月，但隨著背後蘇聯領導階層的更迭，加上多次的火箭試射失敗，使相關計畫告終。
(三)合作及後續：阿波羅-聯盟計畫
屢次的登月失敗也宣告蘇聯在太空競賽中失利，促使蘇聯將重心放在其他部分，包含能在月球上行走的車輛、太空中使用的望遠鏡及人類第一個太空站。1971年蘇聯透過「禮炮計劃」(Salyut programme)發射人類首個太空站-禮炮1號，實現人類能在低重力、宇宙環境等條件下，讓太空人在太空停留和工作的場所；而美國則是在1973年提出天空實驗室(Skylab)計劃，發射Skylab 1 (SL-1)給予回應。
然而在發射太空站的過程中，還是有許多意外產生，這也不禁令美國及蘇聯兩國開始思考競爭與安全性的權衡，故雙方於1972年5月談判，最終達成短暫性和解，實施「阿波羅-聯盟」計劃，由美國設計阿波羅號的對接艙，與蘇聯的對接系統進行匹配，允許兩國的飛行員(太空人)進入其他座艙氣流不相容的太空船。其中著名的是1975年7月由蘇聯發射的「聯盟19號」與帶有對接艙的阿波羅太空船相遇並對接；這也意味著兩大強權間相互角逐的太空競賽落幕。
表一、近年太空競賽主要事件時間線彙整
期間/階段 參與項目及內容 1955年~1958年
太空競賽開始
蘇聯：
蘇聯宣布計畫發射人造衛星，並投入大量資源。其中於1957年10月成功發射史普尼克1號，成為人類第一顆人造衛星；另外也在同年11月發射史普尼克2號，將搭載第一隻動物「萊卡犬」進入太空。
美國：於1958年01月發射探險者1號至外太空，並發現范艾倫輻射帶(Van Allen Radiation Belts)，另外於同年10月成立美國國家航太暨太空總署(NASA)。
1960年~1961年
月球探索&載人前往太空
蘇聯：
於1959年10月發射月球3號並首次拍攝月球背面影像，並傳回地球；另外，蘇聯於1961年4月發射東方1號進入太空，並成功載送太空人-尤里．加加林繞行地球一圈，成為進入太空的第一人。
美國：於1961年5月發射自由7號至外太空，艾倫．雪帕德成為美國第一位進入太空的太空人。
1961年~1969年
技術突破及登月計畫
蘇聯：
於1963年6月發射東方6號將太空人－瓦倫蒂娜送上外太空，成為第一位進入太空的女性太空人；1965年3月太空人－阿列克謝從東方2號走出艙門外，進行太空行走，為日後的太空站建設鋪路。
美國：於1961年5月甘迺迪總統宣布登月計畫，目標在10年內將人類送上月球。並後續推進雙子星計畫(Project Gemini)以優化航太技術。最終於1969年7月發射阿波羅11號將阿姆斯壯及其他兩名太空員送上月球，並成功返回地球，阿姆斯壯也成為登月第一人。
1970年~1975年
轉向發展太空站
蘇聯：
於1971年4月成功發射禮炮1號，成為人類第一個太空站；但後續因技術不足安全性問題仍待改進。
美國：於1973年5月由天空實驗室發射SL-1，為美國第一座太空站。
兩大強權合作：於1972年5月開啟談判，並宣布進行阿波羅-聯盟測試計畫。於1975年7月由蘇聯發射聯盟19號至太空，與美國阿波羅號在軌道進行對接，並且兩國太空員均順利成功返回地球，宣布該計畫的成功，也意味著兩大強權相互角逐的太空競賽落幕。
資料來源：CASE 報科學及維基百科，TEJ整理
然而，太空技術的發展並未因太空競賽的落幕而停滯，反而持續推動全球航太科技邁向更高峰。除了太空載具的品質提升與對接技術的精進之外，火箭推進技術的革新、深空行星探測的突破、衛星觀測技術的躍進以及飛行器航行技術的優化，都因競爭時期的激烈較勁而取得長足發展。此外，國際間的合作規模亦不斷擴大，從1993年美國太空總署(NASA)與俄羅斯聯邦太空總署(Roscosmos)共同推動的「太空梭-和平號計畫」(Shuttle-Mir Program)，到1998年由NASA、Roscosmos、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)、加拿大太空總署(CSA)及歐洲太空總署(ESA)聯合建設的國際太空站(ISS)，皆顯示全球航太領域的參與者數量持續攀升，各國在太空探索領域的競爭與合作並存，共同開創人類進入太空時代的新篇章。
從對抗走向合作，國際間衛星發展還有哪些隱患？
從上文內容可得知，太空技術發展從對抗走向合作，為後續的衛星應用與技術發展奠定了基礎。然而，隨著技術進步，太空這片領域也再度成為全球各國的角力場，展現出截然不同的新局面。
我們將於下一篇專文，深入探討國際間衛星發展概況以及有哪些隱患，並分析我國衛星產業之現況及未來發展。對於衛星產業發展有興趣的讀者，請千萬不要錯過。
▶️延伸閱讀：探索衛星通訊產業Part 2｜國際間衛星角逐較勁，台灣面臨什麼隱憂？
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