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球形馬達衛星的減重祕方

　二○一二年，特斯拉創辦人馬斯克創立了SpaceX公司，至今不論是可回收火箭、星鏈計畫等，都為數十年來進步緩慢的航太產業注入新的活水，儼然開啟了另一場太空競賽。

　一九九九年，加州理工學院和史丹佛大學共同提出了「立方衛星」的構想，這種標準化的規範，大大降低衛星的開發成本。從此之後，產、官、學界無不大力投入微衛星開發，微衛星數量也迎來爆炸性的增長。

　然而衛星雖然縮小，但製作難度可未降低多少。想要將同樣數量的衛星次系統，從原先如一輛卡車大小，到現在要塞進飲料杯一般高的空間裡，次系統間的尺寸、重量都得斤斤計較。

　當質量每增加一公斤，就代表提升十萬美元的發射成本，怎麼縮小、簡化、提升效率，成了每個衛星團隊的大難題。

研究人員正在秤量球形馬達，它的體積相當輕巧。

球形馬達。

球形馬達　輕巧更勝

　在宇宙中，為了因應天體重力、地球磁場或太陽光壓等因素干擾衛星的姿態，或是為了讓衛星朝向不同方向以利完成任務，當前的衛星通常會需要三顆以上的「單軸馬達」，分別朝不同軸向旋轉，利用角動量守恆的原理來調整姿態。

　這樣的系統不但複雜、很重，且很占空間，張量科技將目光投注在只需要一顆馬達，就能達成三個軸向轉動的「球形馬達」。

　話雖如此，但到目前為止，尚未有團隊開發出實用性夠高、能符合衛星需求的球形馬達。張量科技創辦人之一的顏伯勳，受奧迪研製的球形輪胎啟發，透過改善電磁場結構設計，短短三年間不斷在球形馬達領域突破，如今已成為全球唯一一間研發球形馬達作為衛星姿態控制的公司。

　「我們只要用一顆球，就能做到跟三顆單軸馬達一樣的效果，又輕，又不占空間。」顏伯勳說。

球形馬達的體積、重量，以及耗能，僅有傳統馬達的三分之一，就能達到同等的衛星姿態控制效果。圖／古室友

獨步全球　力拚上天

　在太空產品的開發週期中，美國太空總署提出「技術就緒指數」（Technology Readiness Level，TRL），來評估某項技術從原理研究到能實際應用的階段狀態。

　在衛星姿態控制領域，雖然全球一共有四家龍頭達到TRL9的最高級別，但這四家都使用傳統的單軸馬達做控制，球形馬達控制系統堪稱為全球獨一無二的產品。

　為了增加更多研發時間，顏伯勳甚至向學校申請自學計畫，以更專注於研發球形馬達。

　現在，張量科技的球形馬達，已經達到歐洲太空總署（ESA）的系統設計要求，並且完成上太空前須做的衝擊、輻射、熱真空等測試來到TRL7等級，是全球第一個達到這個等級的球形馬達。

　為儘快達成TRL9的目標，如今他們找了同樣是新創的波蘭衛星商SatRevolution，力拚在今年內將球形馬達控制系統送上太空驗證，期望能在全球衛星市場中站穩腳步！