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福衛五號升空推手張桂祥:太空沒有英雄、只有團隊

福衛五號升空推手張桂祥:太空沒有英雄、只有團隊

賴若函

焦點新聞

攝影/吳東岳

1080期

2017-08-31 16:46

第一顆由國人自主研發製造的福衛五號,8月底在眾所矚目中升空了,幕後功臣張桂祥在逆境中耗費8年心血,要讓台灣的航太實力,閃耀在太空中。

八月二十五日,台灣時間半夜兩點五十分,大銀幕轉播來自美國加州范登堡空軍基地的影像,十秒倒數後,台灣第一個自主研製的福爾摩沙衛星五號(以下簡稱福衛五號)坐火箭直上雲霄,氣氛依舊緊張。直到十一分鐘後,畫面顯示福衛五號順利進入任務軌道,在距離地球表面七二三公里的太空,開始它為期五年「高空彩色照相機」的任務。

所有人鼓掌、叫好,轉播的主持人激動地哭了,致詞時一度哽咽的國家實驗研究院院長王永和,坐回位置後,旁邊一隻手伸向他輕拍,是國家太空中心前主任張桂祥,雖然他笑容平靜,心中卻波濤洶湧。二十五年前張桂祥加入草創太空中心的行列,一路走來,見證台灣的太空夢,「每一天都是提心吊膽地過!」

 

第十號員工的太空夢 從草創到研發,每顆衛星無役不與


備受矚目的福衛五號,花費五十七億元,途中遇到火箭合約商Space X爆炸意外、發射時程延誤一年,總共等了八年,台灣終於發射出首枚自主研製的高解度光學遙測衛星。

相較於外包給國外廠商的福衛一號、二號、三號,福衛五號是完全MIT(台灣製造)的太空產品,「發射只是重要一步,還說不上成功,就像小孩生出來了,如今要二十四小時照顧它,確保它可以活五年,要做的事情還很多,」張桂祥強調。

當大眾仍沉浸在台灣發射福衛五號成功的喜悅時,當年一手催生的首任計畫主持人張桂祥,已在國家太空中心擔任主任七年多任期屆滿,調回中央直屬機關國家實驗研究院,離開這個他一手催生的機構。

張桂祥並非一開始就懷抱著太空夢,一九八一年,他從中央大學土木系畢業,到美國阿拉巴馬大學攻讀工程力學碩、博士,無意間開啟與航太工程領域的緣分,「我念工程力學,和航太也有關係,道理都是一般的動力學,加上NASA(美國國家航空暨太空總署)馬歇爾航太中心就在附近,指導教授接了很多相關計畫,於是開始接觸。」

只是當時的工作屬於太空計畫的枝微末節,無法了解全盤面貌。直到一九九一年張桂祥博士班畢業,適逢冷戰結束,「美俄太空競爭不再,航太業進入蕭條,那時候台灣要成立國家太空計畫室(太空中心前身),我就回來試試看,」張桂祥說。

「我是員工編號十號!」五十九歲的張桂祥,在國家太空中心的日子,從福一、福二、福三到福五無役不與,九○年代初,作為「黃埔一期」第一批被台灣政府送到美、法學習系統工程的他,同期同學還有現任台中科學博物館館長孫維新等人。

 

克服先天體質不良 帶著工程師拚趕場,一手改造鬥爭文化


張桂祥在國外進修的系統工程,是太空計畫中重要的技術,台灣過去的強項,以手機為例,擅長做零組件,但是蘋果的利潤更大,因為懂手機系統,「做系統工程不只是懂怎麼做零組件,而更有機會摸到所有環節,也讓我被逼著放下學術包袱、走向實務,」張桂祥說。

回到台灣後,他一路從國家太空中心系統工程組組長、衛星操控組組長開始當起,後來擔任副主任、福五計畫主持人、主任,除了中間曾調回中央國家實驗研究院一年,都是站在台灣太空發展最前線。

「太空計畫常被批評是有錢人俱樂部,因為非常花錢,但也有其領頭羊的角色,是整體國力的展現。」張桂祥強調,太空計畫是非常多專業的結合,要龐大團隊來做,台灣目前技術雖非最頂級,但也登上為數不多、能單獨完成衛星的國家行列。

以台灣國家太空中心每年不到二十億元預算、二百人的編制,對比美國NASA一年約新台幣六千億元預算、一萬八千八百多人的規模,台灣要走自主研發衛星的太空之路,先天體質就相當不良。

「我們工程師是一個人當好幾人在用,常常要趕場,在發射場做完,再趕回來操作福五。」張桂祥以福衛五號發射之後為例,團隊目前全天候分成兩班,每班二、三十人,負責地面操作、衛星、系統、次系統、酬載等內容,非常辛苦。

除了經費、人力的不足,近年國家太空中心外患不斷,除了曾陷入衛星爆發採購弊案,也曾被凍結預算、黑函滿天飛、整個中心差點被行政院裁撤。這些事件,都讓外界對國家太空中心的評價「褒貶不一」,張桂祥嘆氣說,「一般人想到太空中心就是人事複雜、鬥爭厲害的單位。」

「我當主任的期許,就是希望能改善組織文化。」張桂祥在太空中心,從年輕小夥子待到鬢髮變白,對各種是非了然於心,當他站上決策位置時,就決心發展福五,回歸專業、充分授權給同仁,至於外界各種冷言冷語、反對聲音,由他來擋。

曾任張桂祥祕書、現為國家太空中心推廣組組員的張斯倩說,可以感受到張桂祥面對不少壓力,「開會時,主任總是會要我們專心工作,也強調太空沒有英雄、只有團隊,希望大家同心合作。」

 

打破技術的黑盒子 以戰練兵,把技術、產業鏈扎根台灣


回想申請福衛五號計畫的過程,張桂祥相當感謝當時國科會主委李羅權和國研院院長陳文華的支持,「明明知道是高風險的計畫,還是給我們資源做,從○九年正式啟動福五。」

「很多國家都是買衛星回來組裝,我們過去也是。」張桂祥說,在福衛一號、二號、三號的計畫中,都是外包法國公司。「以福衛二號上的電子照相機為例,他們要求我們只能看、不能摸,實際上怎麼做,對我們來說是黑盒子!」

太空科技對於各國來說,有其國防考量,關鍵技術「花錢也買不到」,最終都還是掌握在法國公司手裡。於是張桂祥推動福衛五號的重點,就是將重要零組件、元件,都給台灣產學研界有機會來參與,掌控所有的技術鏈結,發展從無到有的衛星。

「這是一個向下扎根、建立技術鏈、訓練團隊的計畫。」張桂祥說,製造衛星,除了發射載具(火箭)要靠別人,其他從設計、組裝、測試、關鍵元件發展,到發射完的地面操作、影像處理、資料處理應用,沒有任何環節需要再靠他國,就是福衛五號重點目標。

張桂祥坦承,過程困難重重,因為台灣的產學研界,大部分都沒做過太空產業,但是「以戰練兵」,是他很早就確立的計畫,也在過程中明確分工,由國家太空中心擔任系統整合、組裝測試的角色,國內有經驗的航太單位如中科院研發衛星電腦,還有六家科技廠商生產零組件、元件,形成產業鏈。

「以前我們只要做整合測試,但這次廠商交出的東西若不合用,我們也需要想辦法解決,難度更高。」作為國家太空中心史上最長壽的主任,張桂祥眼光也拉得很遠,他強調要花這麼多力氣自組衛星,是為了讓產學研界,有真正磨刀練槍的機會,「國內若沒有提供飛行驗證的平台,公司如何與國外競爭?這是太空中心要扮演的角色,透過計畫給國內產業發展機會。」


太空中心

福衛五號升空後,國家太空中心將展開各項次系統檢查,以及初始軌道調整,預估兩周後可以傳回第一張照片,一個月後可以完成全部測試。(攝影/賴若函)

 

太空老將的下一步 福衛七號明年升空,執行氣候變遷研究


張桂祥形容自己是樂天派、崇尚自由,他說一路走來,每天面對不同問題,「與其哀怨以對,不如積極去解決它。」他話說得淡然,承受重擔卻非常人能想像,回想過去點滴,訪談中一貫平和的張桂祥,也一度哽咽、說不出話,久久才說:「真的感謝團隊這些年的相挺、家裡的陪伴,能一起實現目標,人生夫復何求。」

福衛五號升空了,其拍攝影像將應用在政府防災勘災、國土安全、環境監控及國際人道救援協助等用途,而預料明年中,已臻完工的福衛七號,也將步入太空,作為氣象衛星用途。

看著任內計畫一一就位,甫卸下主任的張桂祥,笑說自己更有時間運動了,「每天都去游泳,不能讓肚子大起來。」拿著福五模型拍照時,他一邊說三根星象儀感測頭長得不好
看,眼中卻難掩關愛之情,相信這位「太空老兵」,會帶著對太空的專業燃燒熱情、成為更多後進者的典範。

 

衛星


福衛五號

(圖/太空中心提供)


一顆福衛五號升空,
背後是50家科技廠心血


福衛五號的研發,開啟了台灣太空產業一扇機會之門,幾乎百分百國造的背後,從官方到民間,熱血參與者不約而同認為,這是台灣供應鏈走向世界的重要里程碑。

國家太空中心副主任余政憲說,這次主要關鍵零組件由台灣6家廠商負責。其中關鍵中的關鍵,首推超大數位相機上頭的CMOS數位相關感測器,鏡片口徑達45公分,製作成功,就是世界最大的CMOS Sensor。

曾幫印度探月計畫製造感測器的微像科技接下這個超級任務,董事長王文良說,福五要求的尺寸是印度計畫6、7倍大,技術難度高,能順利完成意義非凡。

回想衛星升空之際,王文良表示,「公司的名稱與Logo在火箭上,隨著火箭緩緩上升衝向天空,是最感動的時刻。」

除了微像,勝利微波則負責微波通信次系統設計,總經理李袗華回顧一路走來的辛苦說,太空行業久久才有一個訂單,又要求零失誤,但「福衛五號證明了台灣有研發製造能力,團隊都很受鼓舞!」

漢翔則負責衛星結構體設計分析、光學酬載結構體研製,總經理林南助說,太空用的特定複合材料屬管制品,光向國外申請輸出許可就耗時一年多,且太空環境各項規格比民航機要求更高,前後歷經數十次反覆測試才達標交件。負責製造大口徑鏡片、大口徑鏡片清洗機的錫宬科技,因為福衛五號所需鏡片直徑長達一公尺,前後花了近一年才開發成功。

而負責研發固態紀錄器的鑫豪,副總經理謝金谷解釋,固態紀錄器上太空,傳輸須一次到位,鑫豪花了很多時間確保紀錄器資料可以自動修正零失誤,「從2010年開始研發,來來回回修改了幾十次,磨了四年才交貨!」

打造一顆衛星上太空,背後有關鍵技術的科技尖兵在內,上下游共50家企業投入無數心血、聯手合作,才成就這件振奮人心的美事。
(賴若函、萬年生、鍾張涵、吳靜芳、勵心如)

張桂祥
出生:1958年
現職:國家實驗研究院資深研究員
經歷:
國家太空中心主任、福五衛星計畫主持人、國家太空中心系統工程組組長
學歷:美國阿拉巴馬大學工程力學博士、中央大學土木工程學系
家庭:已婚,育有二子

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