• 美太空產業 飛向宇宙浩瀚無垠, Space X成功發射載人到外太空
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作者:魏聖峰     文章出處:先探雜誌   2097期      出刊區間:2020/06/24~2020/07/02

Space X成功發射載人火箭到外太空,成本低是特色,當Space X達成任務後,俄羅斯太空局馬上砍價三成發射成本,是另類美蘇太空競爭。
經過無數次失敗經驗的累積,由馬斯克在二○○二年成立的Space X,今年在美國當地時間五月三十日下午從美國太空發射基地,成功地發射載人火箭到外太空。這是十年來美國首度成功發射人火箭,發射成功後的十九個小時,兩名太空人所搭乘的飛龍號太空船(Crew Dragon)順利和在外太空的國際太空站對接。Space X創下全球第一家民營企業成功發射載人火箭到外太空的紀錄,可望開啟商業太空新時代。

Space X發射任務成功後,創辦人馬斯克發表感言時感性地表示,Space X創立之初,他覺得只有十%的成功機會。過去金融市場震盪期間,Space X和特斯拉都曾經面臨破產的風險,二○○八年對他們來說是非常艱困的一年,才終於讓獵鷹一號火箭成功進入太空軌道。過去Space X曾經受到不少質疑聲浪,就是因為那些質疑聲讓Space X更想成功。



Space X寫下人類新創舉



美國太空總署(NASA)在一九八○年代成功發展出可重複使用的太空梭,美國的太空梭計畫經過三○年發展,這段期間總共執行一三五次太空飛行任務,並有兩次太空梭發射爆炸失事,但太空梭任務在美國乃至於全球太空競爭中有重要的意義。二○一一年七月,在亞特蘭提斯號從佛羅里達州完成最後一次發射任務後,NASA終止太空梭任務,成本太高是最大的考量。

之後,NASA向民間公開招標太空任務並撥款給民間企業。剛開始招標時,有波音、Blue Origin、Space X和Sierra Nevada在招標過程中獲得NASA資金挹注進行太空任務。然後又經過三輪的競爭,只剩下波音的CST-100太空飛行器和Space X的飛龍號被NASA選中,得以繼續執行接下來太空計畫。NASA將太空技術結合民間太空公司自有技術結合,以降低發射火箭成本,這對NASA和美國政府來說也是一項賭注。畢竟,發展太空任務太燒錢,若能將技術移轉給民間並讓太空計畫商業化,可以節省很多政府的成本。但也要承擔民間企業無法擔當這項任務的風險,過去從沒有一個國家敢將太空任務民營化。



Space X是最強大回收者



對Space X創辦人馬斯克來說,先前美國政府執行的太空計畫成本太高的最大原因就是發射的火箭載具只能用一次,若能將火箭發射器回收且能重複使用將能有效降低發展太空任務的成本。Space X透過多次拿到美國軍方和政府的計畫合約,取得美國國家安全太空發射認證,經過多次測試,在二○一五年成功回收火箭發射器技術的能力。以這次五月底的太空發射任務,是使用先前用過四次的獵鷹九號,且在這次第五次發射後還能成功回收,創下Space X成功回收的最高紀錄。這意味著獵鷹九號火箭發射器在未來的發射任務中還能持續使用,Space X堪稱是全球最強大的「回收業者」。

以前NASA每次發射太空任務,需要耗掉數億美元的資金。Space X採用航太超強度鋁鋰合金材料,配合精密的感測器設備,成功地發展出回收火箭發射器技術,讓獵鷹九號每次的發射成本下降到五六五○萬美元。對照NASA以往的發射成本,Space X每次的發射成本可能只有以前NASA發射成本的十分之一,甚至更低。從二○一一年七月以後到今年以前,美國沒有自己發射火箭升空,要送太空人或物資到國際太空站只能仰賴俄羅斯的火箭發射技術。俄羅斯每次向美國收取八千萬美元的費用,以前美國只能付錢買機位。如今Space X成功發射載人火箭後,NASA短期內就能利用Space X執行太空任務。馬斯克下一個目標希望在二○二四年能成功送人到月球,還有未來送人到火星的計畫也已經成為Space X未來的任務。就在Space X完成載人到外太空任務,俄羅斯太空局宣布將太空發射價格砍價三成兜售,擺明要跟馬斯克搶太空發射的生意。



Starlink星鏈計畫



相較於Space X成功送人到外太空,NASA另一個合作夥伴的波音,經過多次延宕後,波音在去年十二月十九日也發射CST-100 Starliner太空船發射任務,在該次發射任務中,太空船發射到外太空後出現時間錯置的問題,使得該項計畫無法和國際太空站對接,該任務發射失敗。波音在去年底發射失敗後,還沒有針對下一次任務有新的時間表,波音和Space X的太空競賽中暫時落後。根據美國政府的資料顯示,從二○一一年至今,波音在太空計畫中獲得四二億美元的撥款,同期間Space X僅獲得二六億美元撥款。Space X的技術相對波音更有效率,當Space X成功完成載人到外太空任務後,激勵馬斯克另一家公司特斯拉股價重新回到九○○美元以上,並再創新高的記錄。

除波音和Space X外,亞馬遜創辦人貝佐斯也成立Blue Origin,計畫自行發射低軌道衛星以及未來希望能創造出載人到外太空旅行的商業計畫。Blue Origin當年也曾經標購NASA的太空任務,並取得二二○○萬美元資金用於開發雙錐頭太空艙計畫,但到目前為止,Blue Origin都還沒有向美國政府申請火箭發射計畫。發展太空任務雖然花錢,卻很吸引人。根據統計,太空產業投資大致可分為:發射、太空相關系統和受惠於太空科技的企業,也包括衛星的發射。Space X除了發展載人太空技術外,也有Starlink星鏈計畫。

Space X到六月中旬為止,已經執行九次Starlink的發射計畫,累積發射到外太空的中低軌道衛星數量已達到四八○顆。馬斯克表示,只要大約四○○顆衛星就能提供初步營運能力,利用衛星組成太空網路能為地球提供寬頻服務。大約到今年稍晚時,這個網路能覆蓋加拿大和美國北部。他預估未來如能發射超過八○○顆衛星到外太空軌道,就能提升到重大營運能力的階段。Space X的目標是到明年時能將這項服務拓展到全球客戶,屆時如能達標,對現有的5G通訊網絡產業將能帶來新的發展境地。

Space X已發射超過四百顆衛星到外太空,大部分的衛星已上升到距離地球約三五○∼五○○公里的外太空軌道,並且已能完成與地球接收站的通訊連結,並在太空進行機動的能力,但這些衛星其實還沒有真的完善,但這些衛星仍無法在外太空的軌道上相互通訊,這也是星鏈計畫正在改善的地方。

有發展太空產業能力的國家,太空發展技術大部分都握在國家的資源中,美國民間或許是全世界最熱中發展太空產業的國家。根據統計,全球太空產業的市場規模約一三○○億美元。像波音、Space X這類發展火箭發射的背後需要龐大且複雜的航太供應鏈才能完成,這些供應鏈部分已在股市掛牌交易。



太空產業ETF



現有的太空相關ETF有Procure太空ETF(代碼:UFO US)和SPDR標普Kensho Final Frontiers ETF(代碼:ROKT US)兩檔。受到Space X成功發射載人太空船到國際太空站後,這兩檔太空ETF近期股價都出現一波漲勢,太空產業吸引市場投資人的注意。被這兩檔ETF納入成分股中,普遍以航太零件與相關系統、低軌道衛星和衛星通訊公司為主。

低軌道衛星的Orbcomm六月以來股價漲幅接近六成,是所有航太類股中股價表現最強者。從航空航海通訊設備起家的Garmin,也被列入航太產業中。發展綠能燃料的包爾公司,去年股價曾經出現一輪漲勢,六月至今股價漲幅約四%。

發展IC通訊技術的亞德諾,該公司發展的轉換器技術被用在波爾航太的高解析度成像科學實驗(HiRISE)相機計畫,幫助科學家獲得精緻的火星圖片技術。先前亞德諾已發表多款用於航太與國防產業的轉換器,並能支援雷達系統、安全通訊網路和電子信號監控應用,亞德諾在航太產業中已站穩腳步。隨著人類對太空探險的任務複雜化,亞德諾的技術更能運用在太空產業內。

亞德諾也是費城半導體指數成分股,未來像Space X新型太空艙內建觸控螢幕設備,未來半導體供應鏈在太空艙的角色日趨重要,這是未來太空產業的發展趨勢。

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