最近,朋友轉來一則新聞,內容如下:

「急功近利,短命衛星,太空計畫失敗,台產火箭上月在澳洲發射三次均失敗告終。台產二顆衛星飛鼠,玉山無法接信號和譯碼或原件不符太空中高輻射的環境, ..這樣的計畫是緣木求魚,是任務失敗!……不知何故?稱這樣子的航太雄心是南柯一夢浪費民脂民膏,滿足政黨人物的欲望並圖利部分廠商」。

這似是根據科學邏輯的評論,故有其本,但也是一種缺乏宏觀性的批評。我當年參與太空計畫,特別在此分享我的看法。

一、太空事業的發展是國之大計,有其高度,必須長期投入,絕非一蹴可幾。短視是它致命的敵人。

二、太空人才難獲。主要來源是我們早期到歐美的留學生,這也是長期的投入。

三、萬事起頭難,當初需要國際的、科學性的合作,但別忘最終要紮實的根基,自主性研發、自製率高,才會擁有獨立的一席之地。

四、 產業扎根,有策略性、永續性的投入,而不是放個沖天炮那麼簡單。

五、 得需要持續性的培養新一代的年輕人,繼續傳承下去。期待新一代比老一代強,薪火相傳。

六、 科技發展切不可泛政治化及個人英雄化。

七、在新創科技,尤其是航空太空發展領域,關鍵時刻「任務放棄(Mission Aborted)」,是不如預期但也是成長的代價,唯應在科學可控範圍(Calculated Controlled Risk)內。 而「連續性的失敗」就有許多該檢討的地方了。這絕非簡單的檢討!

八、傳感器、結構系統、平衡儀、密封環、減震器,及電路系統…的高溫疲乏、不合高軍規的元件。…通訊發射器功率偏低、太陽能板充電率不足等等,都是表面現象,尚待溯本追源。

九、火箭的研發及製造流程是處於封閉式的產業環境,應該在同業異業互信的基礎下,點石成金,煉得一劍,必須行穩致遠,以免誤導。

十、系統整合及介面定義如不到位,只會相互抵消,卻難相補。

十一、新產品開發流程不嚴謹,原型機測試未達西格瑪(標準差)要求。

十二、每一個環節的管班制機制及權責人員的專業不足。

十三、領導者須有永續發展的堅持,提出培養國內合格供應鏈高自製率之計畫,尋求國際合作夥伴。

個人過去在洛克希德馬丁任職,也親自參與並目睹發射失敗,公司也會發新聞稿,但好像沒有這種「急功近利」之辭,因為根本沒有這種疑問的空間,而是立刻成立跨功能部門戰鬥小組(Task force)短時間提出時程表、評估、完成解決方案(細節),擇期再射,沒有第二次再失敗的。能被選進小組的人都是一時之選。

航空太空工業本來就是國家級的策略產業,也是龍頭產業,因為它須要投入的資源是龐大的預算,長時間投入,而且不計成本,所以在國外大部分前期是成本加成(Cost-Plus),政府保證你不賠本,才能長期投入研發。相對而言,台灣整體的概念是Cost-driven、Cost-down,無法接受很久才有商業利益。

這種大型計畫 最重要的是科技管理、系統工程,以及共識決策。其中系統工程最關鍵也是介面整合。洛克希德馬丁公司或其他如Boeing、GE aerospace,系統工程部門是最重要的正規軍、主流派,任何人要升任到計畫主持人,一定要從系統工程部出身。

我是末代留學生,當年在美國第一志願是投入航太科技的大洪流,有人從事博士後研究,或投入國家級實驗室,或NASA、或航太公司,很多人做了一輩子的科學家,幕後默默付出,學有所長受到尊敬及器重。大部分停留在某尖端領域的專家學者,如果要成為一個衛星或飛機或潛艦計畫的高階主管或主持人是困難的。我們這一輩的留學生,能擠進航太高科技管理層負責一個次系統,就已經是萬中選一,人中豪傑了。更何況還要家世清白,才有取得機密等級的身分,談何容易!

個人當年做到系統工程主管,才能洞悉系統全貌,也就是整合光、機、電、熱、構、材、燃、軟……這種綜合特質是要經過嚴謹的訓練,何況要被整合的都是研發人才,個個是高手,確實要有幾把刷子。

衛星及火箭科技生根在嚴密的發展路程圖(Technology Development Roadmap)上,本來就要基於嚴謹的理論基礎、模擬、演算、測試、反證、原型機建立、實操,……運用反結構分解整合到最終系統,寧可在實驗室多失敗幾次,這種新項目,在最終實操階段失敗,固然失望,失敗也是必經過程,無須誇大,但也不要隱瞞(面子問題),可視為統計數據中重要的一環,參數比重加大(順便一提,這才是大數據的老祖宗),一般而言,衛星收集數據是2000兆CPS(每秒運算次數),其中包括衛星本身之功能數據。

台灣太空推動小組大約在1989年成立(台灣太空推動小組由張執行長領軍環繞美歐一圈,延攬航太專家且有報效國家之情懷者,那是須要放棄在美國的好不容易建立的個人事業並拋家棄子前後為期二年),幾年後正名為太空計畫室正式成為法定單位,有國外專家6人(我當時是最年輕的),目的就是間接向國外取經,國內9人,目的是與國內接軌,組成委員會,共同向郝院長提出十五年發射三顆低軌衛星計畫,可嘆到如今仍然停滯在「急功近利,如此光景」,我常笑稱我們這一群是黃埔一期,也應該有不可推諉的責任,沒有打好基礎,沒有訓練出年輕一代,沒有把產業對接做到位…團隊有成大、交大、台大的,有北加州、南加州的……自己內鬥不斷、文人相輕,形成一個完整的太空科技團隊,誠屬不易。

我當年是夏漢民老師邀請我回國,老師說「要報效國家就是這個時刻了」。 他是我大學的導師,也因為他的推薦函,才得以出國唸書並能拿到全額獎學金。夏老師(時任國科會主委)主導下,我們朝科學衛星設計,這是腳踏實地的做法,可是交大郭校長繼任後,立刻改為通訊衛星,因個人主張太過強烈,也引起美國的技轉憂慮(因為用的是關鍵通訊元件及海洋探測儀。我們則屬於火箭推進器部分),出現許多不必要的障礙,人才及團隊的不適任狀況百出,全都亂了。整合各路人才本來就不易,這更是難上加難,簡單事複雜化,違反科學邏輯思維,研發也出現斷層。

因此台灣太空計畫已發展30餘年(科技部最近剛完成《福爾摩沙飛向太空》,描述這30年的台灣太空發展。真的不能處處「急功近利」,連續性的失敗是重大警訊,如果直跳結論的話就是「台灣衛星元件自製率」惹的禍。 台灣尚沒有「自製率」的系統性成績單,豈可霸王硬上弓?

話說歐、美、日、以……等國家生產製造衛星、火箭送入低軌道,早就是標準化、低科技,量產的「產品」及流程,其低軌衛星上偵測性載具(payload)機密等級早已放寬,買一顆現成的,物美價廉,又沒有風險的完成發射,送入軌道,執行功能,任務完成後,依計畫毀滅。這完全是可以購買的整合性服務,但如果政府大力追求表面的國艦國造、國機國造,太空科技為「重要項目」,卻又缺乏務實的,一步一腳印扎根的執行力,那麼失敗就不是技術問題,反而是政治問題了。

通訊功能是七大重要次系統之一,也是在發射進入預先精算的軌道後,開始接受密集指令後,工作細節才要展開真功夫的時刻。但在發射過程,數據是動態的傳回地面接收站,偵測到衛星及火箭的健康狀態,在關鍵固定的時刻,就要做下一步是否繼續可行的決策,如果沒有數據傳輸,就變成聾子瞎子(我們也有自行引爆的標準流程,免得造成更大的災難)。

通訊傳輸元件是否自製,是國家機密,從結果推論,合理的判斷,它不符合規格,元件受到強大重力加速度及高溫燃燒的環境!震動、高溫,而且進入軌道後的輻射都是界外受力,產生的動態疲乏及高頻率熱導週期,必引起加速性老化及結構疲乏,以上種種幾乎是環環相扣,牽一髪動全身。此何以系統工程最為重要。

同樣以結果論,設計時壽命(Life Cycle)安全係數未精準計算置入而提早壽終正寢,回去仔細研究數據,必可水落石出,其實可以有短期快速的解決方案,立馬祭出方案繼續任務之執行。但有一好就有一壞(付出代價),因為衛星收到零亂指令(間斷性斷訊因為飛行軌跡及輻射),同時間又改變方案,難免脫離預設軌道,須啟動噴射器,則費燃料、費電,也是減低壽命的因素,如果太陽能板又出問題,則是雪上加霜,成為任務的終結者,衛星成為孤星,遊走太空只好「光榮」退役,其實就是變成太空垃圾,墜落地球燒毀,是可預期的結果,也是對這個問題的回覆!

淺談「自製率」的不現實,供應鏈缺乏的基本問題:以我當年為例,我們的任務分二個層次:一是以發射成功為目標,為了確保如此甚至準備了第二顆備胎(這也是風險管理之一)。二是為培植台灣自己的太空科技產業,向下扎根因此有所謂的對沖計畫及技術轉移(Technology Transfer and Offset Program)。我主持過幾次國際招標說明會,邀請國際航太公司,包括我NASA的老長官,及台灣比較有規模的企業,想辦法以太空中心的可行性評估方案為餌,讓他們對接,利用Offset Program及Technology Transfer達到雙贏,只可惜政府端出的牛肉,國外技術提供者、國內對接技術的接球者缺乏互信又無法整合利益,未竟其成。其中一例如下:某知名世界500強台灣電源供應器企業董事長與會,問我一年有多少量?我說15年3顆,他一語不發的離開了再也沒有參加說明會。老牌電鍋公司的董事長也如是!

沒有政府不間斷及前後一致的決心,企業為遠景的投入,領導者的專家定位及人才的培育……是無法進行永續性、正規性的太空發展,衛星失聯一次二次,火箭爆炸頻傳其實不會就此而已!台灣有眾多隱形冠軍,很多是十分賺錢的,惦惦呷三碗公,但願意投入軍規、太空規格量少無利,卻可以把研發能力持續提升者,是極為少數。在太空領域中佔有一席之位是必須有其本的,政府已是如此,只能期盼企業領袖,共同關心國事,關心太空事,亡羊補牢,為時未晚。茲提供以下幾點建議:

一、所有的高科技都還是脫離不了基本的物理、化學、材料、數學……,年輕一輩值得扎根。

二、系統工程,大學是沒有這個科系,但在企業(或國家太空中心),或透過國際合作方案,才有機會累積經驗,這是老一輩太空專家最可貢獻之處,當年系統工程部門也堪稱太空中心第一大部,由副主任(副部級)親自領軍。

三、排除或減少人與人的互抵,而該形成互補1+1>2,有系統的培育及招幕人才。

四、國家提出計劃徵召有實力的企業,對接自製率的需求(台積電模式)。

五、既已決心投入太空產業就必須是永續發展的堅持,不因人設事,政府及領導人宜提供對專業人士的禮遇,並尊重其決策,而非政治任命。

(作者為前太空計畫室特聘研究員兼發言人,現為夏威夷大學特聘教授)

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