這個由四校共50~60位師生參與,其中五位教授,是在美國念博士學位就認識的朋友,相當有默契。令人驕傲的是,他們共花兩年時間研究與測試,代號為「Formosa HTTP-1」的火箭,99%材料均是MIT(台灣製造)。
「只要給予資源,台灣學術界研究能量其實是相當強的,」探空火箭計畫的召集人、交大機械工程系教授吳宗信表示,計畫源自於國家太空中心自2006年起長期委託交通大學團隊進行探空火箭及小型衛星載具模擬分析研究,團隊成員中包括各大學教授約十人。這一系列的委託計畫同時觸發了後來混合式探空火箭團隊的發展。
2011年7月,這個火箭團隊預計要發射「Formosa HTTP-2」,挑戰20公里,如果成功,將創下大學團隊發射的世界紀錄。
「如果國科會能大力支持,未來三年內預計將推進到100-300公里,聯合中央大學團隊以奈米級衛星群進行太空科學實驗,」吳宗信指出,如果成功,屆時也將是大學研究團隊的世界紀錄。
單純由學術界研發的混合式燃料火箭,美國、南韓、日本均積極在進行。吳宗信表示,例如美國史丹佛大學,原本估計在2009年要測試飛試至100公里,但因為推進系統問題只能短時燃燒,至今並無成功飛試的消息。
這項技術有什麼重要性?吳宗信說明,火箭燃料模式有三種:固態、液態與混合式。其中固態式備便性最好,性能中等;液態式效率最佳。兩種推進方式相關研究相當成熟。混合式(固態加液態)一直被忽略,但混合式燃料較為安全,不易爆炸,適合將來的太空旅行,未來有可能愈來愈重要。
即便還未達能夠提供太空旅遊的境界,太空研究本身也像是火車頭研究,很多相關研究成果也可以用於民生產品,實用性很強。
吳宗信解釋,例如做火箭筒的碳纖維材料,輕薄又能承受高壓力,未來可以取代笨重的鋼瓶;一般通訊器在時速300公里以上會斷訊,但火箭飛行速度是每小時數千公里,相關技術將可用於高速鐵路通訊應用。
四校合作,不靠經費靠創意
四所學校各展長才,交大機械工程系吳宗信教授負責推進動力、陳宗麟教授負責慣性量測系統,北科大電子工程系林信標教授負責通訊工程,成大工程科學系何明字教授研究飛行電腦,屏科大車輛工程系胡惠文教授處理結構問題,高速電腦中心李汶樺博士負責火箭軌跡模擬分析。火箭則以Formosa加上四所大學所在地的英文名字首(Hsinchu、Taipei、Tainan、Pingtung)命名。
至於「Formosa HTTP-2」有幾項技術突破。混合增強器可以增加20%~30%的推力,正在申請全世界的專利中。
不同於國家級的火箭、飛彈、太空梭研究,經費動輒以千億台幣計算,學校經費有限,老師及學生必須靠創意以克難方式解決問題,考驗無限的創意,也是這項學術研究的可貴之處。
交大機械工程系博三生周子豪從大四參與計畫,「從零開始,一切在五里霧中,」他說,為了做次系統模擬測試共發射了八枚一、兩公尺高的小火箭,小火箭需要的材料配件必須到處去找,他甚至還去夜市買了一個倒數計時器來用。另一學生莊康閔自小玩衝浪運動,就以衝浪板的碳纖維材料做火箭筒。
愈靠近發射日子,大家愈緊張,師生紛紛做了火箭升空會爆炸噩夢;很多學生三個月睡不好。進行兩年,終於在2010年9月16日,共60多人,含老師6、7個,太空中心人員10人,學生40多人,在屏東旭海阿朗壹古道旁美麗的海邊集合。
下午5點多,在眾人「五、四、三、二、一」的倒數聲中,周子豪以遙控器點燃第一道火,成大工程科學系博三生高碩聰點燃第二道火,直徑15公分、高4.2公尺的火箭順利噴出火光,「咻」的一聲往天上衝,紅白色熾熱火焰照亮烏雲遍布的天空,留下長長一道尾雲。整個飛行過程不到一分鐘就結束。
現場尖叫聲持續一、兩分鐘,「太激動、太興奮了,」吳宗信回憶,系統牽涉太多細節,微小的疏漏都很要命,之前沒有人敢打包票一定會成功。
有了這次成功經驗,2011年5月,四所學校師生正為第二次發射進行密集準備工作。高碩聰和幾位成大的學弟北上交大待了四天,測試航電系統。他表示過程中最大的收穫,是「火箭牽涉到電子、機械、航空等不同領域,我們必須學習團隊整合,跨專長的溝通。」七、八位同學在燠熱初夏的實驗室裡,揮汗如雨地忙著各自的任務。
離開地面一直是人類的夢想。吳宗信說,這個隊要證明,飛行的夢想,也是台灣人可以達成的!