摘要
Rocket Lab 火箭實驗室的創業故事，徹底改變了位於紐西蘭北島東側海岸的馬希亞半島（Mahia Peninsula）「灣奴牧場（Onenui Station）」的命運。這個逐漸陷入經營困境的牧場，自 2016 年被改建為火箭發射場後，於 2017 年進行了名為「It’s a Test」的首次任務，成功發射了 Electron 電子號火箭。
緊接著更多次的發射任務成功，從此，這片土地華麗轉身，成為享譽全球的火箭發射基地，也成為南半球第一個商業太空港。除了固定收租金以外，每次發射 Rocket Lab 還要支付 3 萬美金，對牧場的所有者來說，與逐漸提高發射頻率為目標的 Rocket Lab 合作，是一筆很不錯的買賣。
簡單來說，太空港的經濟效益可以歸類為：
- 直接效益：太空港的建設和運營本身就會帶來直接的經濟效益，例如創造就業機會、增加稅收收入等。
- 間接效益：太空港的發展會帶動相關產業的發展，例如航太製造、衛星應用、太空旅遊等，這些產業的發展也會帶來間接的經濟效益。
- 誘發效益：太空港的建設和營運會吸引高科技人才和企業聚集，形成產業集群效應，促進區域經濟的快速發展，帶來誘發效益。更能促進國際合作，太空港可以作為國際合作的平台，促進各國在太空技術、太空資源開發、太空法律法規等方面的交流與合作，推動產業的共同發展。
商業太空港對經濟的影響還有哪些
1983 年成立的 Commercial Space Technologies 現任總裁 George Nield 在 ISPCS 2019 的演講中，表達了他對商業太空港發展的獨到見解。他認為商業太空港的發展對太空經濟至關重要，並強調太空港不應僅僅被視為發射和再入的地點，更應該是推動太空產業發展的技術和經濟中心。
經過數十年來由各國政府和政府航太機構主導的太空任務運作方式，我們現在正見證著太空活動的重大變革，民間產業開始扮演關鍵角色。這種全新的經營模式帶來了更低的成本、更多的創新，同時每年發射的次數也大幅增加。由於所有太空活動的起點都來自於地球的發射，因此太空港的重要性日益增加，成為全球太空經濟的重要推動力之一。
然而，太空港的功能不僅僅限於火箭發射場地，它們還可以成為技術匯聚中心，提供多元的航太活動，對經濟成長帶來顯著助益。只要在法律、法規和政策上進行適當的調整，太空港甚至可以促進並加速全球太空經濟的持續成長。
太空港的多重角色
除了發射與再入，太空港還扮演著更廣泛的角色，成為航空及太空產業的技術和經濟中心。 太空港可以支持以下活動：
- 航太製造： 太空港附近可以建立製造廠，生產火箭、太空艙、衛星系統、子系統和組件，並進行最終組裝和整合。 例如，Blue Origin 和 OneWeb 都在太空港附近建造了現代化的製造工廠。
- 研發： 太空港可以作為研發中心，促進太空飛行器、衛星、火箭發動機、降落傘、航空電子設備和軟體等技術的創新。
- 教育和培訓： 太空港可以與當地高中、社區大學和大學合作，開設航太課程，提供實作專案、培訓計劃、實習和學徒機會，為航太產業培養人才。 太空港還可以配備離心機、高度艙和太空衣等設備，為太空飛行提供更逼真的模擬訓練環境。
- 點對點運輸： 太空港可以作為點對點太空運輸的起點和終點，例如使用太空飛機進行高速長途運輸。 雖然這項技術還處於發展初期，但未來有可能成為國家安全和經濟競爭力的重要因素。
商業太空港發展面臨的挑戰與可能對策
雖然商業太空港的發展潛力巨大，但仍然面臨著許多挑戰，Herbert Bachner 與 Patricia Hynes 2018 發表的文章指出：
一、缺乏標準化和互通性
- 現今的商業太空發射系統缺乏統一的標準和流程，不同的太空港、發射場域和發射服務供應商之間難以實現無縫協作。這種情況阻礙了產業的快速發展和資源的有效利用。
- 每個商業太空港都根據其特定需求和條件制定了自己的程序和標準，導致了技術上的差異和相容性問題。例如，不同太空港的發射台、燃料加注設施、通訊系統和安全規範可能存在差異，這會增加發射運營的成本和複雜性。
- 為了解決這個問題，需要制定統一的技術標準、安全規範和操作流程，以提高產業的互通性和效率。
二、資金和政策支持不足
- 與傳統的機場、港口等交通基礎設施相比，太空港的建設和運營成本高昂，需要大量的資金投入。
- 以美國為例，儘管美國政府已經意識到太空港的重要性，但目前對太空港的資金支持仍然有限。例如，美國聯邦航空總署 (FAA) 的機場改進計劃每年投入超過 30 億美元用於機場建設和改善，但太空港卻沒有類似的專項資金支持。
- 此外，相關政策法規也需要進一步完善，以明確太空港的法律地位、安全標準、環境保護要求等，為產業發展提供更好的政策保障。
三、競爭與合作的平衡
- 商業太空港之間存在著激烈的競爭關係，每個太空港都希望吸引更多的發射服務提供商和客戶，以提高自身的經濟效益。
- 這種競爭關係一方面促進了產業的發展，另一方面也阻礙了知識共享和產業合作。例如，一些太空港不願意公開自己的營運程序和安全規範，擔心會被競爭對手模仿或超越。
- 為了解決這個問題，需要建立一個既能保護商業利益又能促進知識共享的機制，鼓勵太空港、發射服務供應商和監管機構之間的合作與交流。
四、安全與監管挑戰
- 太空發射是一項高風險活動，對安全的要求極高。 太空港需要建立完善的安全管理體系，以確保發射運營的安全性和可靠性。
- 隨著商業太空旅行的興起，太空港的安全監管也面臨著新的挑戰。例如，如何確保乘客的安全、如何應對太空飛行中的突發事件、如何制定合理的責任劃分機制等。
- 為了解決這些挑戰，需要不斷完善安全規範、加強安全監管、提高應急響應能力，並加強與國際組織的合作，共同制定全球性的安全標準和規範。
五、人才短缺
- 隨著商業太空產業的快速發展，對專業人才的需求也越來越大。 太空港需要大量的工程師、技術人員、安全專家、管理人員等，以滿足產業發展的需求。
- 然而，目前航太領域的人才供應不足，難以滿足產業發展的需求。
- 為了解決這個問題，需要加強航太教育和培訓，吸引更多年輕人加入這個行業。 太空港可以與當地學校和大學合作，開設相關課程、提供實習機會、舉辦科普活動等，為產業培養後備人才。
商業太空港的營運範圍
假設這些對策是可行的，經營一個商業太空港遠超出單純的發射和再入，透過 COMSTAC 委員會的討論，及對相關資料的整理，營運一個商業太空港涵蓋以下幾個主要方面：
一、發射場地營運 (Airfield and Launch Operations)
- 這是太空港最基本的功能，涵蓋了所有與發射載具活動相關的設施、標準、政策和程序。
- 設施方面：包括跑道、航站大樓、機庫、太空飛行準備設施、發射和任務控制設施等。
- 地面營運服務：包括燃料和推進劑加注、除冰、氣象預報等。
- 飛行營運服務：包括通訊、導航、監視、太空飛行乘客準備、發射載具和乘客出發、飛行和返回、有效載荷準備、空中和太空交通管理等。
二、場地安全 (Site Security)
- 太空港的安全至關重要，需要採取嚴格的措施來保護人員、設施和設備的安全。
- 實體安全：包括圍欄、障礙物、門道管制、巡邏等，以防止未經授權的進入和活動。
- 電子安全：包括影像監控、入侵檢測系統、門禁卡系統等，以監控和控制對關鍵區域的訪問。
- 安全規範：制定和執行嚴格的安全規範，對員工進行安全培訓，並與當地執法部門建立合作關係，以應對潛在的安全威脅。
三、緊急應變 (Emergency Response)
- 太空港需要制定全面的緊急應變計劃，以應對發射過程中或其他情況下可能發生的意外事件。
- 應急計劃：制定應急預案，涵蓋各種潛在的緊急情況，例如火災、爆炸、化學品洩漏、自然災害等。
- 應急演練：定期進行應急演練，以測試和改進應急計劃，並確保所有員工都熟悉應急程序。
- 協調與合作：與當地消防部門、警察部門、醫療機構等建立緊密的合作關係，以便在發生緊急情況時能夠及時有效地協調應變行動。
四、訪客管理 (Visitor Management)
- 隨著太空旅遊的發展，太空港的訪客管理變得越來越重要。
- 訪客中心：建立訪客中心，提供有關太空港和太空飛行的信息，並組織參觀活動。
- 安全檢查：對訪客進行安全檢查，以確保太空港的安全。
- 導覽和解說：為訪客提供導覽和解說服務，讓他們了解太空港的運作方式和太空飛行的知識。
五、地面和飛行安全 (Ground and Flight Safety)
- 太空港需要確保所有地面和飛行活動的安全。
- 發射許可：與 FAA 等監管機構合作，獲得發射許可證，並確保所有發射活動符合安全標準。
- 安全評估：對發射載具、有效載荷和發射程序進行嚴格的安全評估，以識別和減輕潛在的風險。
- 飛行控制：在發射過程中，對發射載具進行監控和控制，以確保其安全飛行。
六、環境管理 (Environmental Management)
- 太空港的運營必須符合環境保護法規，盡量減少對周圍環境的影響。
- 環境評估：在太空港建設和運營之前，進行環境影響評估，以識別潛在的環境風險。
- 污染控制：採取措施控制噪音、廢氣、廢水等污染物的排放，以符合環境標準。
- 生態保護：保護太空港周圍的生態環境，例如野生動植物棲息地，並採取措施減輕太空港運營對生態系統的影響。
七、任務準備 (Mission Readiness)
- 太空港需要與發射服務提供商密切合作，確保每次發射任務都做好充分的準備。
- 協調與溝通：與發射服務提供商、政府機構和其他利益相關者進行協調和溝通，以確保所有方面都為發射任務做好準備。
- 後勤保障：提供必要的後勤保障，例如燃料加注、有效載荷整合、氣象數據提供等。
- 安全檢查：對發射載具、有效載荷和發射程序進行最終的安全檢查，以確保一切準備就緒。
八、國際武器貿易條例 (ITAR) 要求
- 由於涉及敏感技術，太空港的運營需要遵守國際武器貿易條例。
- 技術管控：對涉及敏感技術的設備、材料和信息進行嚴格的管控，以防止技術擴散。
- 許可證申請：對於涉及 ITAR 管控的活動，需要向美國國務院申請相關許可證。
- 合規培訓：對員工進行 ITAR 合規培訓，以確保他們了解並遵守相關法規。
九、國際太空港協調 (International Coordination Among Spaceports)
- 隨著全球太空產業的發展，太空港之間的國際合作變得越來越重要。
- 信息共享：與其他國家的太空港共享資訊和最佳實務，以促進產業發展。
- 技術合作：在太空技術研發、安全標準制定等方面开展國際合作。
- 政策協調：在太空政策、法律法規等方面进行協調，以促進全球太空產業的可持續發展。
十、自我檢查 (Self-Inspection)
- 太空港需要定期進行自我檢查，以確保其營運符合安全標準和法規要求。
- 檢查清單：制定全面的檢查清單，涵蓋所有關鍵的營運環節。
- 記錄和報告：對檢查結果進行記錄和報告，並對發現的問題採取糾正措施。
- 持續改進：不斷改進自我檢查机制，以提高太空港的整體安全性和效率。
十一、事故威脅類別（Accident Threat Categories）
- 這一類別涵蓋了可能導致事故的各種因素，包括但不限於：
- 燃料箱燃燒 (Fuel tank ignition)：發射載具的燃料箱如果發生洩漏或其他故障，可能導致燃燒或爆炸，造成嚴重事故。
- 發射/再入/著陸偏移 (Launch/reentry/landing excursion)：發射載具在發射、再入大氣層或著陸過程中，如果偏離預定軌道或區域，可能導致墜毀或其他事故。
- 結構故障 (Structural failure)：發射載具或地面設施的結構如果出現故障，例如材料疲勞、設計缺陷等，可能導致解體或坍塌，造成災難性後果。
- 駕駛艙佈局/儀表混淆 (Flight deck layout/instrument confusion)：駕駛艙設計不合理或儀表顯示不清，可能導致飛行員誤判或操作失誤，引發事故。
- 其他潛在事故原因：除了上述因素外，還有一些其他因素可能導致太空港事故，例如惡劣天氣、恐怖襲擊、網絡攻擊等，需要綜合考慮和防範。
十二、事故分組（Accident Groupings）
- 為了更好地分析和預防事故，該框架將事故原因歸納為四個主要分組：
- 失控 (Loss of control)：指發射載具因各種原因失去控制，例如機械故障、軟體錯誤、人為失誤等，無法按照預定軌道飛行，最終導致墜毀或其他事故。
- 可控飛行撞擊物體 (Controlled flight into an object)：指發射載具在可控飛行狀態下，與其他物體發生碰撞，例如鳥撞、碎片撞擊等，導致損壞或墜毀。
- 再入操作 (Reentry operations)：指發射載具在返回地球大氣層過程中，由於氣動加熱、結構應力等因素，可能出現解體、燒毀等事故。
- 人機介面 (Human-automation interface)：指飛行員與自動化系統之間的交互界面，如果設計不合理或存在缺陷，可能導致飛行員誤解系統信息或操作失誤，引發事故。
結語
商業太空港的營運範圍非常廣泛，涵蓋了從發射場地運營到太空產業服務的各個方面。隨著太空經濟的快速發展，構思商業太空港的經營策略，對於國家及地方，產業生態系統與企業，彼此的相互合作與競爭，都將發揮越來越重要的作用，成為推動太空探索和開發的重要力量。
