自第一顆衛星發射、登陸月球到探索火星，人們探索太空的腳步從未停止。冷戰時期起，由美蘇兩大陣營主導，到越來越多發展太空的國家出現。而太空任務的目的，也隨著時代變遷正在逐漸改變。但其中不變的是，必須投入高資金的特性，且在發展太空科技的活動中，政府機構始終扮演重要的角色。
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<h2>從追求國家榮譽到探索太空的未來</h2>
人類開始密集向太空探索，可以從美國、蘇聯冷戰時代開始算起。此時發展太空科技除了國防上的用途，也帶有強烈的科技競賽、國家榮譽的成分在內。1957年蘇聯的「史普尼克1號」（俄語：Спутник-1）發射成功，儘管具有科學研究功能，但更遠大的目標成就在於，這是第一顆進入地球軌道的衛星。
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冷戰時期，美蘇兩大陣營各自出招，創下許多太空中的「第一次」。這段太空競賽的巔峰，當屬阿波羅登月計畫，其預算甚至占了當年美國GDP的0.4％。願意投入大筆資金背後的原因，是美國對於太空發展落後蘇聯的恐懼。成功登月後，除了帶給美國國民具有極高的榮譽感外，在阿波羅計畫發展過程中，培養出大量人才與技術，更使得美國成為民間太空公司發展的沃土。對於SpaceX、藍色起源（Blue Origin）、維珍銀河（Virgin Galactic）等，這些當前發展迅速的民間太空公司功不可沒。除了累積了大量人才，國家太空中心黃楓台博士提及，在美國國家航空暨太空總署（National Aeronautics and Space Administration, NASA）其中一項法條中，明確寫道：「為美國建立一個有競爭力的商業部門，是該組織的使命之一。」此法條促使政府主導的「機構太空」與民間的「商業太空」可以共同發展。政府機構帶頭探索太空領域中的各種可能性，並將其中具有商業化價值的任務，逐漸轉為發展商業太空奠定基礎，不斷為太空發展注入活力。
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此外，在各國各自發展太空領域的同時，國際間的合作也十分重要。目前，最重要太空任務當屬阿提米絲計畫（Artemis program），該計畫為阿波羅登月計畫（Project Apollo）的延伸，希望可以在2024年實現首次將女性太空人送上月球，做為未來登月的中繼站並建立如同國際太空站般，環繞月球的科學研究站，為下一步登陸火星做準備。由於NASA逐漸將探索目標轉向月球、火星，因此目前環繞地球的國際太空站是否轉為商業化的討論也正在進行。若是商業化順利，則政府可以將更多經費導向新的方向，繼續探索其他未來具有太空商業化價值的對象。
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<h2>跟隨美蘇腳步　新興太空國家崛起</h2>
近年來，許多新興國家也開始探索外太空，如：印度嘗試發射登月艇、中國火星探測任務，或是阿聯酋的火星探測器「希望號」等。各個國家的太空任務五花八門，從最初的發射衛星、建立自主的衛星定位系統、登月、到探索火星，這些都能看到美蘇曾經執行太空任務的影子。然而，新興太空國家的太空任務，背後執行的是更多具有實際用途，無論是國防、通訊等應用，甚至是登陸月球、探索火星，其中背後可能隱含太空採礦、移民火星，使人類成為多行星物種等更多方的遠大目的。
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以發射衛星來說，黃楓台博士歸納道：「通常一個國家會先發展通訊、遙測衛星，科學研究的順位則相對靠後。」這對於國土疆域跨度較大的國家來說，地理環境使得基礎建設發展難度較高，如印尼，通訊衛星可以快速的建置國內通訊網路。此外，遙測衛星可以提供國土重要的資訊，無論是在國防、國土變遷等議題具有重大的測量及研究意義。反觀臺灣的衛星發展，有趣的是，與他國發展路徑有些不同，於1998年臺灣發射的第一顆衛星「中新一號」，是由中華電信與新加坡電信合作的通訊衛星，擁有共同主控權外；我國第一期國家太空計畫1999年發射的「福衛一號」（原稱中華衛星一號）才由國家太空中心主導，此顆衛星的任務則是以科學研究為主，並驗證通訊功能；到了2004年的「福衛二號」，才是臺灣第一顆執行探測及科學研究任務的遙測衛星。隨著福衛系列衛星的開發，臺灣逐步累積具有自行開發、設計、驗證及操控衛星系統的能力。
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<h2>太空發展的關鍵　火箭發射場域怎麼選？</h2>
太空科技的發展中，火箭也是重要的一環。但並非所有地方都適合設立火箭發射場。首先，要克服物理上的因素，火箭的目的是要進入太空，因此需要足夠的初速度才能克服地心引力，而火箭的燃料推進是這個初速度的主要來源之一，若能靠著地球自轉所產生的初速度，便能使火箭發射容易一些。來自地球的初速度，在赤道最大，愈靠近南北極愈小。因此，若是火箭發射場的位置愈接近赤道，就能夠借助這個「地利之便」，減少火箭發射所需燃料。這也是為什麼多數國家的火箭發射場，都會盡可能選擇設置在靠近赤道的位置。此外，由於地球自轉方向的關係，火箭向東發射可以最大幅度獲得地球自轉的幫助。
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然而，有時還需考量別的因素。例如以色列，東邊緊鄰敘利亞和約旦，因此不可能向東發射，唯有向遼闊的西邊地中海進行發射。除此之外，火箭發射時會有殘骸掉落、回收機體等問題，因此發射地必須儘可能安排在寬闊、無人居住，或是靠近海洋的區域，在兼顧多重限制下，方能設立自己的火箭發射場域。將目光放回臺灣，東部是遼闊的太平洋，只要能避開海上島嶼及完成環境影響評估，是十分合適設立火箭發射場的。隨著2021年太空發展法三讀通過以及相關法規訂定，臺灣也正逐步積極朝向擁有自己的發射場域努力。
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<h2>太空也談環境議題　各國共同協力避免「太空墳場」</h2>
太空競賽如火如荼展開，進入太空的國家也愈來愈多，「太空垃圾」議題也愈發重要。所謂的太空垃圾，是指已不具備任何功能，卻仍然在地球軌道上運行的人造物，其中包含除役之失去動力、與地球失聯等衛星。而這些太空垃圾的運行速度極快，對於後續執行太空任務，帶來不小的威脅。因此，目前國際間所訂定的共識是，從一開始進行衛星設計時，低軌道衛星需確保在任務結束後25年內，自行落入大氣層被完全燒毀，或選擇進入較少使用的軌道（或稱太空墳場軌道）；而較高軌道的衛星，例如地球同步衛星，則需前往更高的軌道，以免太空垃圾堆積形成「太空墳場」。
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「其實發展太空，很大一部分目的還是要解決現實問題。有的問題，也許地面上的手段不容易達成，但太空技術卻恰可大展身手。」太空科技看似發生在遙遠的天邊，與日常生活關係不大，但卻影響著人類更深遠的未來。黃楓台博士總結道：「太空科技提供了另一種不同『高度』的可能性，來使人類的生活更加美好。」
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（客座總編輯 <a href="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/">|國立中興大學電機工程學系講座教授 林俊良教授</a>；研究顧問團隊 | 國立成功大學航空太空工程研究所特聘教授 苗君易、國家實驗研究院國家太空中心 黃楓台、中央研究院物理研究所 張元翰、國立中央大學太空工程與科學系所長 趙吉光；責任編輯 | 段芊卉、葉于甄）

美、蘇之間的太空競賽，1957年蘇聯發射全世界第一顆衛星「史普尼克1號」。圖片來源／NSSDC, NASA

「門戶」月球國際太空站概念圖。由多個跨國太空計購合作開發，除了提供居住空間外，也提供各樣科學研究設備、月球任務的補給點等多樣的功能。圖片來源／NASA

電腦模擬之太空垃圾分布圖，可以從中發現有兩個軌道特別密集，分別為近地軌道以及同步衛星軌道，也就是人造衛星最常執行任務的兩個區域。圖片來源／NASA