全球目前有超過35,000家航太公司、350萬名員工，2023年新增員工約18.4萬人，足跡遍及美國、英國、印度、德國和加拿大。航太產業整體呈現穩定的技術成長和活躍的投資，技術亮點包括衛星平台建置、太空生物技術太空系統網路安全、模型火箭和太空船管理等等。

隨著人類對於太空的探索活動不斷成長，新創公司正在為太空旅行和交通管理，甚至於太空垃圾和碎片清除創建可行的解決方案。而低軌道衛星（LEO）以及大數據和分析，同樣在未來太空任務中發揮至關重要的作用。

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全球航太技術產業概況

航太工業透過5G、先進衛星系統、3D 列印、大數據和量子運算等新興技術來擴大升級太空營運，包括天氣預報、遙感、全球定位系統（GPS）導航、衛星電視和長途通信，都依賴太空基礎設施提供服務，而智慧推進（Smart Propulsion）、太空機器人和太空交通管理都是推動航太應用發展的新趨勢。隨著私募基金和各種投資的挹注，航太新創公司正在針對簡化地球與太空之間的移動、操作和通訊的新技術進行研發。由Startus-Insights發布的《航太趨勢報告》，分析全球2162家航太工業新創公司，歸納出航太工業的十大新興趨勢和技術。

圖一、SpaceTech 創新地圖

圖片來源：Startus-Insights

2024年10個太空科技新趨勢與創新

1.小衛星
小型衛星已成為航太技術的主導趨勢。衛星的小型化可以實現具有成本效益的設計，隨著工業技術的進步已可實現大規模生產。新創公司正在開發小型衛星執行過去大型衛星才能完成的任務，像是專有無線通訊網路、科學觀測、數據收集和使用GPS進行地球監測。2024年小衛星市場價值推估為1,664億美元，預計2029年將達到2,605.6億美元，年複合成長率為9.38%，顯示小型衛星在太空任務中不斷增長的需求和多樣化的應用。

2.先進太空製造
航太製造正在採用先進機器人、3D 列印和光製造等尖端技術來增強航太產品和服務。新創技術的焦點放在推動大型太空結構、可重複使用的運載火箭、太空梭，以及發展先進衛星感測器。自動化對於航太工業的長期探索任務極為重要，新創公司致力於提供專為航太工業需求而設計的解決方案。

總部位於美國的新創公司Momentus，透過配備機械手臂的可重複使用火箭，能夠執行近距離機動、對接和加油，非常適合各種太空在軌服務，讓太空運輸變得更經濟實惠；新加坡新創公司Equatorial開發了一種商業亞軌道火箭，能夠在太空和大氣層之間的邊界上方運送進行小型載荷服務。

3.先進通訊
新型太空通訊系統是航太技術產業的重要趨勢，研發重點在於太空中傳輸和接收資料的先進方法。與傳統的射頻系統相比，雷射通訊中繼系統的使用提供了更快的資料速率和更安全的通訊。而太空中的量子金鑰分發（QKD），利用量子力學原理提供超安全的通訊通道。此外，小型且具有成本效益的立方體衛星部署，實現更廣泛的覆蓋範圍、和更高效的資料傳輸，成功用來增強太空通訊。先進通訊進步正在改變人類在太空中的溝通方式，提供更快、更安全、更有效率的方法。

波蘭新創公司Thorium開發了一種超扁平、可擴展的主動矩陣天線，使用相對不受地球或太空干擾的頻段，提高了吞吐量和系統容量，並結合了電子控制和波束建模的功能。CommStar則是一家總部位於美國的新創公司，生產用於地月通訊的衛星COMMSTAR-1 ，克服了目前空間基礎設施的速度限制，提供高速光學和射頻中繼功能。這項技術有利於公共和私人太空計劃，可以增強月球著陸器、資源開採和月地通訊的數據服務。

4.太空交通管理
隨著地球軌道上的衛星和太空碎片數量不斷增加，如何改善太空交通管理日益受到重視。先進的衛星追蹤系統，採用雷達和光學感測器來主動監測和預測潛在的碰撞，自動防撞系統將會根據演算法自動調整衛星軌道。此外，國際監管框架正在制定太空運作的標準化，確保能夠安全和永續的太空利用並防止太空軌道壅塞。

ClearSpace是瑞士洛桑聯邦理工學院太空中心的衍生公司，致力於開發從太空中移除無響應或廢棄衛星的技術。ClearSpace的小型衛星解決方案能夠反覆發現、捕獲和清除人造太空碎片，計劃將在 2025 年之前從太空中清除第一批碎片。

5.智慧推進
智慧推進系統是航太科技產業的⼀個主要趨勢，並為太空旅行提供創新的解決方案。例如，使用電能高速加速推進劑的「電力推進系統」、和使用氫氣和氧氣等環保燃料的「綠色推進系統」。其中，使用水作為推進劑的水基推動（Water-based propulsion），提供安全且經濟高效的選擇；另一個因效率和緊湊性而受到關注的是碘基推進系統（Iodine-based propulsion systems ），特別適用於小型衛星。全球太空推進市場預計將在2028年達到181億美元，2023~2028年複合年成長率為11.8%，反映出太空任務中對於先進和永續推進解決方案需求的不斷成長。

法國新創公司ThrustMe提供了一種使用碘作為推進劑的電力太空推進系統，為大型衛星提供低成本的推進替代方案。總部位於紐西蘭和荷蘭的黎明航空航太公司，為各種尺寸的衛星製造可當日重複使用的運載火箭，以及高性能、無毒的推進系統。

6.太空活動管理
由於太空任務數量的增加，必須在各種太空任務和活動進行有效協調。因此，部分新創公司正在提供太空活動管理解決方案，共同改善太空活動的效率和安全性。其中，先進任務控制軟體的開發，可以實現對太空船和衛星的即時監控和管理；使用人工智慧分析可預測和減少潛在的軌道衝突，提高太空操作的安全性。此外，透過區塊鏈整合，可保護和簡化太空船、地面站和控制中心之間的通訊和資料交換，確保太空中可靠和防篡改的操作。

美國的新創公司Continuum為太空任務生命週期管理提供基於雲端的平台，能為部署和操作衛星提供高保真模擬，並支援圍繞地球、月球和其他行星體的任務。加拿大新創公司Obruta Space Solutions開發了可為新衛星在軌道上提供服務的設備，透過加油服務和升級來延長衛星的使用壽命，除了延長衛星的使用壽命，還能讓衛星最終被移除，使人類能夠永續佔據軌道環境。

7.太空任務
太空探索解決了宇宙和太陽系歷史的基本問題，人類在太空中找到了推動採礦、材料科學和生命科學研究的機會。可重複使用的火箭研發之後，大大降低了太空探索的成本，並增加了執行太空任務的頻率。成本相對較低的小型衛星的部署，協助完成從地球觀測到深空探索的各項任務。此外，星際太空船的發展能夠促進地球軌道以外的任務，例如美國新創公司Lunar Station開發了一個技術平台，可將月球感官資料集轉換為月球環境條件的3D視覺化效果，這些技術的研發都有助於擴大太空探索的範圍和能力。

8.太空採礦
天體採礦正從科幻小說轉向現實，專為極端太空環境設計的機器人採礦設備，能夠自主鑽探和提取資源。另⼀個重大發展是使用配備先進感測器和人工智慧的太空船，可以用來識別和分析資源豐富的小行星。此外，新創公司正在開發可以在太空中處理材料的原位資源利用（ISRU）技術，減少將資源運回地球的需求。太空採礦技術的進步，將為取得地球以外的永續資源鋪路。

英國的新創公司Asteroid Mining Corporation開發了一顆衛星，用於勘探近地小行星（NEA）作為採礦候選對象。該公司提供一系列用於勘探、探索和開採的太空船，每艘太空船都能執行特定的任務，可指導勘探者找到特定的採礦候選人。

9.近地軌道衛星
低地球軌道距離地球表面相對較近，通常高度低於1000公里而LEO衛星並不總是沿著地球周圍的特定路徑運行，這意味著近地軌道衛星具有更多的航線。為此，新創企業開發了相關的解決方案和技術，來應對低地軌道相關的挑戰。例如，專為低地球軌道衛星設計的先進通訊系統，專注於增強訊號強度和減少延遲，以確保可靠的資料傳輸。此外，新創企業也在衛星健康監測技術領域進行開發，利用先進的診斷和預測性維護，追蹤和維護低地球軌道衛星的運作狀態。

日本新創公司WARPSPACE自2023年起，透過中地球軌道（MEO）中的光數據中繼網路為衛星營運商提供LEO光通訊服務。該網路將使用光鏈路與低地球軌道衛星進行通訊，用戶只需配備該新創公司提供的小型光收發器即可接收。

10.太空數據
隨著各種衛星大量應用於通訊和地球監測，需要對這些資訊進行處理、分析和管理。太空科技新創公司正在透過人工智慧分析衛星數據，可以更快、更準確地解釋來自太空的大量資訊。新創公司也利用區塊鏈技術確保資料傳輸安全、防篡改，提高衛星與地面站之間通訊的可靠性。此外，大數據分析也被用來管理和處理衛星所收集到的海量資料，促進各種太空應用的高效資料儲存、檢索和利用。

美國新創公司LeoLabs使用其軌道產品和相控陣雷達，提供精確的追蹤和監測衛星資料服務。LeoLabs還即時追蹤衛星和太空碎片，透過星曆表提供數據，用於快速定位和識別近地軌道的最新有效載荷。

資料來源：

1. Startus-Insights: SpaceTech Trend Report 2024.

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