先進軍事科技發展趨勢
奈米科技 nanometer,簡寫為nm,是一種長度的單位。 我國將nanometer翻譯成奈米,中國大陸則翻成納米。nanometer在希臘文的意思是「侏儒」。 1奈米 = 十億分之1米(10-9 meter),約為分子或DNA的大小,或是頭髮寬度的十萬分之一。
奈米科技涵蓋的領域甚廣,從基礎科學橫跨至應用科學,包括物理、化學、材料、光電、生物及醫藥等。 在產業方面,奈米科技已經被公認為21世紀最重要的產業之一。從民生消費性產業到尖端的高科技領域,都能找到與奈米科技相關的應用。 人類文明在歷經前兩個世紀的機械、電子乃至於資訊科技所帶來的工業革命,第四次工業革命的腳步儼然已隨著奈米科技的興起而到來。
奈米科技(nanotechnology)簡單來說: 主要是探討在一奈米到一百奈米(1~100 nm)尺度下所出現嶄新物理、化學等特性的科學技術。
奈米科技--“螞蟻”士兵 “蒼蠅”飛機 “蚊子”導彈 “麻雀”衛星 “太空電梯”的繩索 一種通過聲波控制的微型機器人。這些機器人比螞蟻還要小,但具有驚人的破壞力。它們可以通過各種途徑鑽進敵方武器裝備中,長期潛伏下來。一旦啟用,這些“奈米士兵”就會各顯神通:有的專門破壞敵方電子設備,使其短路、毀壞﹔有的充當爆破手,用特種炸藥引爆目標﹔有的施放各種化學制劑,使敵方金屬變脆、油料凝結或使敵方人員神經麻痺、失去戰鬥力。 “蒼蠅”飛機 “蚊子”導彈 “麻雀”衛星 “太空電梯”的繩索
奈米科技與軍事 與傳統武器相比,奈米武器具有完全不同的特點。人們必須對其“刮目相看”,充分認識其對未來戰爭的影響。 首先,奈米武器實現了武器系統超微型化,使目前車載機載的電子戰系統濃縮至可單兵攜帶,隱蔽性更好,安全性更高。奈米武器實現了武器系統高智能化,使武器裝備控制系統信息獲取速度大大加快,偵察監視精度大大提高。奈米武器實現了武器系統集成化生產,使武器裝備成本降低、可靠性提高,同時使武器裝備研制、生產周期縮短。 因此,奈米武器的出現和使用,將大大改變人們對戰爭力量對比的看法,使人們重新認識軍事領域數量與質量的關系,產生全新的戰爭理念,使武器裝備的研制與生產更加脫離數量規模的限制,進一步向質量智能的方向發展,從而徹底變革未來戰爭的面貌。
太空科技 太空科技主要是指應用物理學和數學原理,研究、設計、發展、製造、試驗和部署在大氣層以外的太空飛行器,以及利用這些太空飛行器進行各種任務的科學與技術的總稱。
太空科技發展的主要目的在於以科學方法進行天文觀測、大氣研究、日地物理研究、海洋探測等,研究探討太空基礎與應用技術,進而拓展人類生活領域。 早期的目標著重在與國防和民生相關的氣象、遙測、定位、通信和偵察方面,近年來則多在微重力環境下進行藥品、冶金與生晶之研究。
第一顆人造衛星 史波尼克 Sputnik 1 (USSR) 1957/10/8 發射 重量 84kg 繞行時間 21天
第一位太空人 Yuri Gagarin(加加林) Vostok 1 (USSR) 1961/4/12 發射 重量 4700 kg 繞行時間 1小時48分
美國太空科技--阿波羅登月計畫 Apollo 11 (USA) 1969/7/16 發射 指揮艙重量 5,900 kg 任務時間 195小時18分 "That's one small step for a man, one giant leap for mankind." by Neil Armstrong
太空工業現況 系統名稱 擁有該項系統之國家 1 2 美國、PRC、俄國 3 4 通訊衛星 5 科學衛星 6 項次 系統名稱 擁有該項系統之國家 註明 1 無人發射載具 法國、美國、俄國、PRC、義大利、巴西、印度、日本、以色列、烏克蘭 2 載人發射系統 美國、PRC、俄國 3 商業衛星營運系統 阿根廷、巴西、加拿大、法國、德國、印尼、以色列、日本、盧森堡、挪威、菲律賓、PRC、沙烏地阿拉伯、南韓、西班牙、荷蘭、土耳其、英國、美國 4 通訊衛星 阿根廷、澳大利亞、巴西、加拿大、埃及、歐盟、法國、德國、希臘與塞浦路斯、印度、印尼、印尼與菲律賓與泰國、以色列、義大利、日本、盧森堡、馬來西亞、墨西哥、(中東) 、挪威、菲律賓、PRC、俄國、新加波、南韓、西班牙、土耳其、烏克蘭、美國 5 科學衛星 澳大利亞、巴西、加拿大、捷克、歐盟、德國、(多國合作)、日本、巴基斯坦、俄國、沙烏地阿拉伯、南韓、瑞典、Taiwan、美國 6 載人太空航行器 美國(官方) 、美國(民間) 、PRC、俄國 資料來源:2004 Aerospace Source Book, AW&ST/Jan. 19, 2004.
太空計畫系統 資料來源:國家太空計畫室
我國衛星計畫發展時程示意圖 資料來源:國家太空計畫室 微衛星 微衛星 遙測衛星 通信衛星 2006 (第一期結束) 商業運轉計畫 2005 1991 (第一期開始) 2004 (第二期開始) 2018 (第二期結束) 1999 華衛一號 2004 華衛二號 2005 華衛三號 微衛星 遙測衛星 2006 (第一期結束) 商業運轉計畫 通信衛星 微衛星 資料來源:國家太空計畫室
人造衛星之分類 – 依任務分 氣象(weather) 通信(communication) 導航(navigation) 科學(scientific) 軍事(military) 地球觀測(earth observation) 太空探測(space exploratory) 資料來源:國家太空計畫室
軍事衛星 發射到太空中從事大關軍事任務的衛星,叫做軍事衛星。軍事衛星的發明,將人類帶進太空戰爭的時代。 目前,衛星在軍事指揮上占有重要的地位:利用軍事通訊衛星,可以在瞬間獲得世界各地的情報;軍事偵察衛星,可以偵測到敵國的飛彈基地、軍事基地、軍艦動態、甚至潛水艇的位置;預警衛星可以測出前來攻擊的飛行物體。這些資料都是製定作戰計畫的參考。 殺手衛星,它具備了雷射或小型飛彈,是專門用來摧毀敵國太空船或飛彈的武器。目前人類的戰爭已從地打到高空,美國的前任總統雷根積極推動『策略性防衛計畫』(俗稱『星戰計畫』),他的目的就是要在太空中確保自由世界的安全和軍事優勢。 資料來源:國家太空計畫室
衛星地面系統 影像處理中心 多重任務中心 遙測資料分送中心 (華衛二號) 華衛二號 華衛一號 X波段接站收 S波段遙傳追蹤 指令站(中大) 華衛三號 其他遙測衛星 科學資料處理中心 (華衛三號) 科學資料分送中心 (華衛一號) S波段遙傳追蹤 指令站 S波段遙傳追蹤 指令站(成大) 資料來源:國家太空計畫室
衛星地面系統 多重任務中心(MMC) 影像處理中心(IPS) X頻段接收站(XAS) 包含任務操作中心、任務控制中心、科學控制中心、飛行動態設施等次系統,可操控多顆衛星與地面設施。 包含影像擷取、影像處理、取像排程與影像管理等次系統,負責處理遙測影像資料。 X頻段天線系統的組成包括接收天線、射頻接收設備、基頻設備、標準時間與頻率設備、天線控制設備、系統監控設備。負責接收華衛二號及其他衛星X頻段遙測資料。 資料來源:國家太空計畫室
衛星地面系統 遙傳追蹤指令站(TT&C)負責衛星指令上鏈,衛星資料下鏈,衛星追蹤,衛星資料傳送至任務操作中心。 北站設於中央大學太遙中心 遙傳追蹤指令站(TT&C)負責衛星指令上鏈,衛星資料下鏈,衛星追蹤,衛星資料傳送至任務操作中心。 地面通訊網路(GCN)提供資料、聲音、影像視訊傳輸煤介,以區域網路供內部通訊,與外部之溝通則以高速數據線路及衛星來執行。 南站設於成大歸仁航太中心實驗場 資料來源:國家太空計畫室
衛星地面系統 中華衛星 遙傳追蹤指令 北站 ( 中大 ) 南站 成大 多重任務操作中心 其他衛星 未經處理的科學資料 衛星遙測值下載 未經處理的科學資料下載 遙傳追蹤指令 北站 ( 中大 ) 南站 成大 衛星立即指令 衛星批次指令集 地面站控制指令 衛星立即指令上鏈 衛星批次指令集上鏈 多重任務操作中心 未經處理的科學資料 衛星與酬載健康狀況 地面設施健康狀況 控制指令傳送 遙傳資料收集與處理 衛星與酬載健康狀況監視 衛星危機狀況處理 資料存檔分析與管理 衛星活動規劃 酬載運作安排 軌道判定及分析 衛星姿態判定與分析 其他衛星 資料來源:國家太空計畫室
衛星發展趨勢 衛星應用(Satellite Applications) 科學研究 地面遙測 氣象衛星 商業通訊 軍事衛星 太空探測 微/奈米級衛星(Microsatellite, Nanosatellite) 奈/微電子(Nano/Microelectronics)技術 導致微小型衛星與酬載的發展 衛星星系(Constellation of Satellites) 語音與數據傳輸 太空研究與遙測 資料來源:國家太空計畫室
未來發展趨勢 - 微小衛星 微電子技術的成功導致微小衛星的發展 微小衛星研發策略 在21世紀,微小衛星和衛星星系將主導衛星科技的發展 快(Faster)、好(Better)、省(Cheaper) 巧(Smarter) 、小(Smaller)、多(More) 在21世紀,微小衛星和衛星星系將主導衛星科技的發展
結 語
無科學即無國防 無國防即無國家 我願天公齊抖擻,不拘一格降人才 --教育可得