【電子書】像火箭科學家一樣思考

【推薦序】哪有不可能？火箭科學家就是這樣做到的！／林俊良

Driving isn't rocket science⋯⋯開車又不是火箭科學，哪有那麼難啦！⋯⋯相信熟諳英文俗話的讀者，很容易就字面理解它的含意。

二○二○年六月二十五日，由國家太空中心（NSPO）、美國海洋大氣總署（NOAA）團隊和英國SSTL公司共同研製的福衛七號（FORMOSAT-7）衛星，搭載於美國 SpaceX 超級獵鷹重型火箭（Falcon Heavy），伴隨著熊熊烈焰呼囂直上太空的場景，不管是在卡納維爾角火箭發射現場的群眾，或透過網路觀看的民眾，無不深受震撼。

發射後九十一分鐘，國家太空中心獲得由獵鷹重型火箭傳回的衛星與火箭分離時刻狀態向量，隨即進行軌道計算，做為地面站追蹤衛星的依據，同時將結果傳至澳洲達爾文海外站及其他地面站。發射後一百六十五分鐘，中心先與其中兩枚衛星通聯，後續再聯上另外三枚。最後，於當天下午八時四十八分，於歸仁衛星信號接收站聯絡上最後一枚。至此，六枚衛星全部與地面完成通聯，確定第一階段任務成功。衛星在七百二十公里高的軌道，依序且順利地彈離火箭艙體的畫面，讓國人雀躍不已。這到底怎麼做到的？

福衛七號是臺灣與美國有史以來最大型的科研合作計畫，始於二○一○年。臺灣負責六枚衛星的本體設計及地面操控系統建置、美國提供三個科學儀器，包含全球衛星導航系統訊號接收器的主酬載（該儀器透過掩星訊號接收，再轉化成氣象預報使用的觀測數值）。此外，美國空軍負責發射事宜；英國SSTL公司則承包衛星製造。光從以上的描述．就可想像整個系統的完成，包含複雜的人與人和機器與儀器間的界面溝通和協調。

臺灣團隊繼二○一七年發射福衛五號後，蓄積了豐富的系統整合經驗；美國團隊握有先進的科學酬載技術；英國團隊則對衛星本體的硬體技術非常在行。總計畫主持人朱崇惠每天得周遊於不同性格的工作團隊，統管大小事，我笑稱她是福衛七號六枚衛星的媽無誤，因為人的管理其實難度不亞於火箭科學。

要發展，該像火箭科學家一樣思考

凡塵俗事和火箭科學相較，還真是微不足道啊。「It's not rocket science」，這句口頭禪帶出了這個事實。火箭科技真不簡單，幾已超乎常人所能理解的範疇。其實不只火箭，太空科技領域、由太空船內的零組件到次系統，以至於系統、衛星軌道動力學、天文萬象，每個環節都很不簡單。相較於民生科技，火箭科學的技術含量特別高，幾乎把人們由小學乃至追求博士學位歷程中，學到的數學、物理、化學、地球科學及研究所課程裡的工程學理一網打盡了。

更進一步看，怎麼將人類由地表送到離海平面三百六十公里高，而且要在那兒搭建一個長達七十三公尺、寬度一百一十公尺、高二十公尺、重達四百二十噸，漂浮於電離層的國際太空站，這怎麼做到的啊？想想，光爬到101大樓樓頂，就令人兩腳顫抖，往下看頭皮發麻。那麼要在太空中建構這個龐然大物，怎不令眾生對太空科學家肅然起敬？

太空產業目前正夯，自從馬斯克的 SpaceX 自二○一八年二月，在美國加州范登堡空軍基地成功發射一枚獵鷹9號（Falcon 9）火箭，並將兩枚小型實驗通信衛星送入近地球軌道，星鏈（Starlink）計畫自此開啟。SpaceX 計畫通過近地軌道衛星群，提供覆蓋全球的高速網際網路。該公司將在未來幾年發射數量高達四萬餘枚的小型通信衛星，宣示太空科技發展已由早期政府主導的機構太空（institutional space）轉型為產業化的太空新紀元。

太空系統，舉凡火箭或太空船（包含人造衛星），其內部零件或組件都須具備抗輻射、抗溫差、耐強振、高效率、備援和自啟動能力等，把所有商用或工業級產品的最高規格全用上了。這也造就人們覺得太空科技砸大錢，是經濟富裕或第三世界窮兵犢武之國才能獲得入場券的僵化印象。

雖然如此，歷史腳步、人類進化、時代洪流還是會往前邁進，不會因為這些阻礙而停頓。因而國家太空發展策略就要有像火箭科學家一樣的思考，要有扎實的科技基礎，勇於嘗試、接受失敗、反省改進和堅持創新。

要成功，得模仿火箭科學家的特質

我想起美國甘迺迪總統一九六二年在萊斯大學發表演講時說道：「我們選擇在這十年內登陸月球並完成其他事，不是因為它很簡單，而是因為它很困難⋯⋯我們願意接受這挑戰，不願延期，且要戰勝⋯⋯」。這番話豪氣干雲，相當符合美國政治家常掛在口中的「Make America Great」。在人類太空發展歷程，雖是蘇聯拔得頭籌，於一九五七年發射了史普尼克（Spunik）人造衛星，但美國終能占領主導地位，從火箭、人造衛星、太空梭到登陸外太空星球。

見賢思齊，國內太空發展自福衛五號發射後，雖有快速成長，衛星元件自製率高達九五％，但國人仍欠缺的是面對高科技失敗後的容忍度。國家對前瞻太空科技的投入太保守，也欠缺宏遠的太空政策，這或許和我們民族性基因少了冒險犯難的DNA有關。然而，當先進國家都已經往外太空領域開疆闢土去了，我們還能不急起直追嗎？

本書由太空科學發展歷程思索問題的解決模式，由科學介紹引發哲學思維，啟動批判性的思考。有人性的具體描繪，更有問題解決的創造性策略。對從事決策的管理階層亦或想對自己人生帶來改變的人，本書提供的思維都能讓您獲益良多。

最後，以下幾個特質，是我親身由火箭科學家身上觀察到的，送給讀者做參考：

•相信知識的力量

•勇於嘗試的好奇心和實踐的勇氣

•堅定且不懼失敗的意志

•扎實的學理基礎

•樂觀而強健的個性

這些，您可以在書裡看見、參透這些特質，將能帶領您我從此不再害怕面對挑戰。（本文作者為國家太空中心主任）