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嘉義偏鄉4個21歲年輕人讓微型衛星減重省電20% 「球型馬達」6月搭SpaceX上太空測試

攝影 吳東岳
攝影 吳東岳

【文 / 萬年生】

前後兩任世界首富:亞馬遜創辦人貝佐斯(Jeff Bezos)和特斯拉創辦人馬斯克(Elon Musk)都有太空夢,沒想到台灣也有太空領域的新創,靠創新讓微型衛星(Microsatellite,指一百公斤以下的衛星)有望省下約20%的體積重量和耗電量!

這家台灣太空領域的新創是張量科技,研發的「球型馬達」(Spherical Motion)正是讓微型衛星更輕、效率更好的祕密武器。預計6月,張量科技的球型馬達控制系統又將和SpaceX合作夥伴、波蘭衛星商SatRevolution一起搭著SpaceX發射火箭上太空驗證。

由於每發射1公斤的衛星上太空,約須花費300萬元新台幣,如何降低重量、耗電量,讓衛星更有效率完成任務,便成了商機所在。過去1顆衛星,通常要用到3顆以上的單軸馬達,各朝X、Y、Z三個方向旋轉產生機械能;反觀球型馬達只要裝上一顆馬達,一次就能在3軸上任意轉動、控制衛星角度,有助衛星上馬達的體積重量、耗電量,比傳統衛星馬達減重三分之二(編按:整體衛星還有其他零件,因此約減少20%重量和耗電量)。

就讀偏鄉校 高一開始做實驗

「我們也是看到現在衛星裡面,體積小不下來就是那個馬達。」說這話的,是台大電機系輟學的張量科技共同創辦人暨執行長顏伯勳,「全球沒人推出這產品,我們算是第一個。」

張量科技鎖定的利基市場商機,吸引群聯電子董事長潘健成、全台最大天使投資社群識富天使會投資。識富天使會聯合創始人黃冠華觀察,張量科技4位創辦人平均年齡不到21歲,是新創公司超年輕、極度聰明腦袋的代表。「還沒有大成績,已經獲得滿大關注。」他透露,美國幾家太空公司想要進一步接洽,「有極大可能性改變產業結構。」

顏伯勳在內的4個年輕人,都來自嘉義偏鄉學校協同中學,在青澀的16歲高一時期,一起參與科學人才培育計畫,在成大電機系實驗室做研究。當時,成大幫太空中心做單軸馬達,4人一同參與該計畫,開始接觸太空用馬達,其後看到車廠一支行駛方向可360度旋轉的球型輪胎概念車動畫影片,給了他們投入球型馬達研發的點子。

球型馬達研發中,最難的是磁場設計和馬達驅動,同時要想辦法讓體積愈來愈小、效率愈來愈好,其中機構、電路、韌體、軟體都居關鍵,4人剛好各司其職。

從2016年、4人高一時開始研究算起,歷經5年多,張量科技的球型馬達產品已進入第8代。

睡工廠磨產品 進化到第八代

「沒有那種靈機一動,突然問題就解決。」張量科技共同創辦人暨技術長李尚融解釋,第1代就是簡單看一顆馬達到底能不能多方向轉的基本概念驗證;2、3代開始嘗試不同結構、不同電路設計的馬達,「做第2代的時候,至少在工廠睡地板睡了兩個月,起床就做、睡前也還在做。」第4代之後,團隊真正聚焦在衛星上,其後每代都再針對產品優化,試圖做到更小、更輕、更省電、結構更可靠。

在開發太空產品週期的技術就緒指標(TRL,分1到9級)中,張量科技的球型馬達現已達到TRL7的成績,也就是完成了模擬太空情況震動、輻射和熱真空等地面測試。「我們是目前全球唯一到TRL7的球型馬達。」李尚融說,TRL7到8的階段,就會有客戶開始接觸評估。果然,張量科技近日參加CES線上展,就獲歐洲衛星系統商ISIS Space洽談。

「今年6月上太空,算是8;太空上運轉三年沒發生任何fail(失敗),那是9。」顏伯勳透露,全球研發球型馬達都在學術單位,張量科技則有台灣、美國專利,以及至少兩年起跳領先時間差的優勢。

放眼看去,張量科技在全球傳統太空用馬達的競爭對手至少有4家,分別來自歐美和南非,「這幾家都已經算是TRL9,我們算是從後面開始追。」他不諱言,原本張量科技只賣球型馬達,後來發現商用客戶要的是一套解決方案,於是開始做太陽、磁場方向感測器等輔助元件,並搭配演算法,提供整套要價7萬美元的衛星「姿態控制系統」。

「這價錢在太空產業來說,算中位數。」顏伯勳強調,當客戶一直追求用更低成本獲取更多資料、更高獲利,這是張量科技的機會,「我們優勢不是價格,而是性能、績效跟競爭對手一樣,但體積重量跟耗電量是別人的三分之一。」多出的空間,可供相機、網路通訊等生財工具運用;省下的電力,則可讓衛星工作時間延長、做更多事。

只不過,張量科技要真正讓衛星客戶買單,重中之重還是實際上太空後的產品可靠度。這家台灣新創能否通過太空環境的嚴峻考驗、真正替全球太空產業做出貢獻,6月就將揭曉。

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