November 3, 2022

藏在日常生活的太空科技

自古以來,人類對天空之外的探尋從來不曾停歇。從用肉眼觀察星宿變化,到運用科技向外太空探索,人們對宇宙未知的好奇心始終驅使著太空科技的發展。去年起,更因為 SpaceX、Blue Origin 與 Virgin Galactic 等公司相繼發射搭載太空人的火箭,讓太空科技發展再度進入大眾視野,成為全球熱議話題。只是,以發展「商業太空旅行」為目標的進展也為人所詬病,以為這一切只是為了滿足富豪們的新型娛樂,而忽略了在太空科技發展的過程中,它對我們在地球上生活所帶來的改變,遠比我們想像的還要多得多。

事實上,從 1976 年至今,NASA 已經技術轉讓了超過兩千種技術給民間企業商用。地球上許多日常應用,小至消費品、健康與醫療,大至工業生產與運輸等領域,都能找到十幾年前太空科技的身影。例如,飲用水過濾系統所採用的「銀離子技術」,最早可追溯到 1980 年。該技術是科學家為了確保太空人在太空中有飲用水可以喝,所研發的淨化水系統。而「風力渦輪機」的誕生,也是為了讓以太陽能探測器在陽光不足時可以正常運作,所研發的替代方案。

至於衛星為我們生活所帶來的便利,就更無須多言了,無論是生活中的無線電視、導航到氣象觀測,都與衛星有關。而最近以SpaceX為首的各家太空科技業者,更紛紛搶進低軌衛星(LEO)領域,希望藉此提供無死角、低延遲、高頻寬的網路,這不只是自駕車和物聯網普及的關鍵之一,也被視為是繼5G後的下一代網路基礎建設。

同樣是希望降低衛星發射成本、提供網路服務,但心元投資的太空科技新創Astranis,選擇一條不同的路,瞄準的是比低軌衛星距離地球更遠、移動速度和地球自轉同步的同步衛星。其特色是,只要發射一顆,就能鎖定特定區域提供服務,但因距離地球更遠,發射難度和建置成本也最高。如今,Astranis已打造出體積僅為過去十二分之一的同步衛星,成功降低發射成本,並以全美網路普及率最低的阿拉斯加州為據點開始提供服務,預期屆時可將當地網速加快至少兩倍,同時,網路服務費用只需要過去的三分之一。

正如同許多F1賽車技術被應用到一般小客車上,進一步刺激了汽車產業的進步,在人類發展更高科技太空技術的同時,這些技術不只能讓我們更了解宇宙的樣貌,更對在地球上生活的我們有所助益。比方說,2002 年 NASA 與中佛羅里達大學共同研發的——乳化零價鐵(Emulsified Zero-Valent Iron,EZVI)技術,能夠有效「解毒」人類在土壤、地下水所造成的溶劑污染,因而被喻為是 NASA 影響最深遠的技術之一。此技術是為清潔當年阿波羅火箭對環境造成的氯化溶劑污染,當 EZVI 被注入土壤,可將有害化合物分解為對環境無害的無毒產物。比起過往需要挖開土壤、岩石的其他環境修復方式,EZVI 作法不只更便宜、更快速還更加有效。該技術已經授權給十幾家公司商業化,並在美國、加拿大、澳洲、日本和巴西等世界各地被廣泛使用。

除此之外,如果更大膽地想像未來,許多「現在進行式」的太空技術發展,更有機會協助解決當今地球上難解的議題。其中一個,我特別覺得有意思的是,由 MIT Senseable City Lab 所推動的「太空泡泡(Space Bubbles),目標是在太空中製造出一個冷凍泡泡薄膜,讓其漂浮在太陽與地球之間來反射太陽輻射,進而減緩地球暖化。另外,「太空製造」也被不少人寄與厚望,因為太空的無重力、低溫和真空的獨特環境,可以提升特定產品的製造生產效率,像是若在太空中製造光纖,將因為微重力的關係進而改善光纖的色散狀況。又或是,針對那些製造過程中會造成高毒性的產品,例如半導體應用中的砷化鎵,若未來可以轉移到太空製造,將可以減少對地球破壞的疑慮。

太空技術或許聽起來距離我們非常遙遠,不過事實證明,當年人類為了更靠近太空所開發的各式新技術,最終對我們在地球上的生活有著超乎想像的正面影響。即使我們在技術問世的當下並不知情,回頭看,所有追求創新、發展新技術的努力都不會徒勞無功,而是會在未來的某個時間點向我們顯現更多意想不到的價值。

本篇文章授權刊登於《數位時代》專欄

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