太空工程

在浩瀚宇宙前，人類既渺小又偉大這是關於我們的故事NASA即將重啟睽違五十年的載人探月飛行，民間企業也競相投入太空旅行。登陸月球、定居火星、遨遊太空，彷彿指日可待。然而真是如此嗎？為什麼五十年來都不再有人登上月球？為什麼無繫繩太空漫步的完美畫面不復再現？在太空飛行開啟新紀元的時刻，我們有必要回望過去，回首人類探索太空的歷程，找尋這個問題的答案：上太空究竟是怎麼一回事？本書作者提姆·皮克是第一位來自英國的歐洲太空總署太空人，曾在國際太空站駐留186天，並完成太空漫步。他以親身經歷回望前輩的生命歷程，用真正飛過的太空人視角，寫下這部跨越六十年的人類太空探索群像。從冷戰時期蘇聯與美國的太空競賽，到國際太空站的合作時代；從尤里・加加林成為第一個進入太空的人類，到尼爾・阿姆斯壯踏上月球的歷史時刻；從瓦蓮京娜・捷列什科娃作為第一位女性太空人的孤獨旅程，到挑戰者號太空梭爆炸的悲劇……你會看到這些出乎意料的細節： 要通過評論一張白紙的測驗，才能獲選成為太空人？ 要在巴士旁邊解放膀胱，才能登上發射臺？ 夾帶一塊鹹牛肉三明治上太空，會引起怎樣的軒然大波？ 修復太空站，靠的竟然是園藝工具和釣魚竿？ 坐上火箭頂端，要承受多麼巨大的衝擊力？ 踏入純粹的真空，會感受到怎樣的寧靜？你也會看到，太空人不是無所不能的超級英雄，而是會恐懼、失落、妒忌、玩鬧、叛逆的普通人。但也正是這些與你我一樣的普通人，朝著明知的危險勇敢邁進，人類才有機會不斷突破已知的邊界。這不是一本冰冷的科技史，而是關於勇氣、恐懼、犧牲與夢想的真實故事。仰望星空，我們看見的不只是勝利的榮耀、科技的突破、疆域的拓展，更是人類探尋未知的脆弱與偉大。本書特色★有人味的太空探索史，而非純技術書籍：這本書聚焦於「人的故事」而非冰冷的技術細節，講述充滿勇氣、趣味、犧牲與夢想的人物故事，貼近讀者情感，也可補足市場常見「科技硬知識」導向書籍的缺口。★ 太空人親筆揭露秘辛，還原英雄為真實的人：作為英國著名太空人，作者帶著親身體驗去理解前輩的經歷，視角獨特、細節豐富、極具臨場感與說服力，可被視為「太空冒險紀實」，容易跨越科普與人文市場。★結合台灣太空發展時機點，具備跨世代吸引力：台灣近年太空產業逐漸受重視（國家太空中心、火箭試射），加上NASA重啟登月、民間太空旅行等議題受關注度高，這本書能搭上這股熱潮。此外本書橫跨從冷戰到當今六十多年歷史，

★超過400張難得公開的精采圖片，展示太空站的各個角落及長駐太空站的太空人的各項工作★外太空生活的絕美照片★收錄了過去和現在的太空站★介紹了太空中和地面上的太空站全體人員，如任務指揮中心、太空人、科學家和工程師負責的職務★適合九歲以上對太空與天文感興趣的孩子國際太空站每天會環繞地球16次。誰在上面？他們是怎麼上去的？他們在那邊做什麼？為什麼要做那些工作？現在想像你就在太空站上，你的身分可能是科學家、工程師、在太空漫步的人、廚師、植物學家或網紅，而且整段時間都在微重力環境下飄浮。你可以勝任嗎？這本書要帶你認識太空站的運作方式、冒險勇往直前的太空人，以及在地面上造就這一切的優秀人員。現在就繫好安全帶，讓這本書帶你飛出地球，去體驗一下太空站的生活吧！

嫦娥奔月、吳剛伐木，是中國古老傳說的美麗故事，而美國太空人阿姆斯壯走出了傳說，成為第一個踩上月球表面的人類，中國嫦娥-5號登月飛船與玉兔號月球車也已登上月球表面，把美麗的神話故事變成完成航天壯舉的驅動力。在2024年的今天，面對不斷開發及探索宇宙的中國航天事業，以及太空運載火箭的副產品，也就是配備給中國火箭軍的各款彈道飛彈，我們該有的敵情觀念與認識還是必須要有的。由這本書內文也可以順道了解世界各國太空產業發展歷史與近況，了解目前人類在太空探索中已經走到多遠，未來將往哪些方向發展，也許人類的月球、火星城市之建立，以及旅行探索到太陽系外空間都已經在不遠的將來。重磅推薦張良任（前國防部軍政副部長、前陸委會副主委）軍力對比差距越來越大，台灣人民一定要居安思危，不可輕忽。王立楨（前洛克希德．馬丁公司太空部門製程總工程師、作家）在工程領域中，太空相當冷門。本書精簡的文字將複雜的工程原理詮釋的相當清楚，誠屬不易，誠摯地對國內的青年學子們推薦這本非常精彩的太空書籍。林穎佑（淡江大學國際事務與戰略研究所助理教授、解放軍專家）固然解放軍核子武器不會對我國直接產生威脅，但這些核子或是常規長程飛彈，都有可能動搖美軍介入印太的決心。

深空探測太空船，簡稱深空探測器或探測器，是指對月球以及月球以外的天體與空間進行探測的太空船。對於深空探測而言，由於探測器飛行距離非常遙遠，地面干預特別困難，導引、導航與控制（GNC）系統的任務目標是實現探測器自主的軌道和姿態控制，其中，導引控制技術對於探測器完成關鍵階段的飛行控制尤為重要，例如軌道轉移控制、目標天體交會和捕獲控制、進入下降登陸控制、起飛上升控制、返回重返控制等。 在深空探測任務過程中，導引、導航與控制系統的三個組成部分各司其職、相互配合。導航負責獲取飛行狀態資訊，導引負責制定飛行策略或確定飛行方向，控制負責實際執行，在這三者之中，導引處於核心地位。導引的嚴格定義是引導和控制太空船按照一定規律飛向目標或預定軌道的技術和方法。對於深空探測器來說，導引的主要任務是按照飛行目標或預定的飛行軌跡，確定當前實施軌跡調整所需要的控制量，即改變飛行軌跡所需要的加速度的大小、方向及後續的變化規律。該加速度可以由推進系統產生，也可以利用氣動、太陽光壓等外界環境產生。鑒於導引控制技術對深空探測的重要核心作用，本書專門針對該技術進行深入研究和探討。 由於深空探測任務目標多種多樣，不同飛行階段所採用的導引控制技術各不相同，涉及面非常廣，在一本書中很難面面俱到。為了便於讀者理解和獲得一個整體印象，本書從導引控制技術的基本原理出發，重點圍繞軌道轉移控制、軟登陸控制、大氣進入／重返控制等幾個具有代表性的關鍵飛行過程展開。書中詳細研究論述了各階段導引控制方法的推導過程、演算法編排、模擬驗證和性能分析，並對地面試驗技術進行了簡單的介紹。 全書內容分為4個部分，共9章。第1部分為第1章緒論，介紹導引控制技術的基本概念，對深空探測任務中導引問題的內涵、導引與導航和控制的關係、主要的導引方法等內容進行整理和歸納，並對全書的主要內容進行概括。第2部分為理論篇，包括第2、3章，分別是導引控制的動力學基礎和控制理論基礎，它們為後續章節介紹具體導引控制方法提供了基礎知識準備。第3 部分為應用篇，包括第4～8章，其中第4～7章的每一章都以一個深空探測重要的任務階段為對象，研究探討具體的導引控制技術，包括轉移接近過程、軟登陸過程、大氣進入下降過程和返回重返過程，這四個階段基本覆蓋了目前深空探測任務中主要的導引控制飛行階段。第8章作為共用技術，介紹了深空探測導引控制的地面試驗方法。第4部分是第9章，

航太科技是二十一世紀前半葉最有發展前途的新產業，撰寫本書之目的是向有志於航太產業發展的青少年與國民、傳播航太科技相關的基本概念。全書共十二章，涵蓋二大部分：第一章至第六章說明航太科技相關的基本知識、太空飛行器的分類與識別編號、多層次太空的內涵、航太動力學的重要概念、運作太空飛行器的工程系統、人造衛星的構造、軌道要素、軌道類型、衛星星座與編隊飛行等，以及太空飛行器的發射、進入軌道飛行，與重返地球等的過程；第七章至第十二章說明人造衛星、載人太空飛行、探月與登月、深遠太空探測的發展歷程，與全球6個主要航太國家的發展概要，以及太空已是人類的資產與未來的戰場。全書共計二十四萬字，照片、圖表共二百餘幀，內容完整，讀者自本書能獲得航太科技的基本概念。本書可用為大專學校航太、航空與機械工程等學系的通識教育課本、國高中與大學同學的科普讀物，以及社會各行從業人員的參考書籍。

～地球上已無利可圖!?～千萬別錯過後全球化時代的浪潮！【本書特色】◎揭示寰宇時代的新投資策略！◎針對各行各業的太空業界入門書！◎以簡單插圖一次掌握太空產業各大龍頭！覺得太空經濟離自己很遙遠？入門門檻很高嗎？其實太空經濟牽涉範圍廣大，從科技、電信、觀光，到行銷、廣告、時尚、不動產、運輸、農林漁牧⋯⋯都是2020寰宇時代下的新創企業開展機會！進入2020年代以後，太空不再僅限於「科學」領域，而是被視為「商業」領域。生活中常用的智慧型手機、導航、天氣預報、衛星傳播等，都與太空經濟息息相關。換言之，我們早已處於「不靠太空就無法成立」的時代！大國政府陸續開發並交由民間企業管理後，太空旅遊、太空交通都將不再是電影情節。早一步瞭解太空經濟，才能抓住「從零開始」的大好機會，提早在新領域開創一片天地！如果想投入太空工作或是投資太空產業，就趕快翻開本書，進入寰宇時代吧！

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本書主要探討日本的太空發展，從法制面分析和平憲法下的侷限可能，以及從實務面探究與聯合國、歐洲等互動。戰後日本的太空發展出現有和平目的與一般化理論、消極階段，以及《宇宙基本法》通過後積極法制化之動向。然而基於憲法第9條，日本的自衛隊與美日同盟依舊有其限制，近似咫尺的太空發展，卻是日本的一大步。落實在太空外交上，可從全球層次的聯合國、國際層次的歐盟和歐洲太空總署、區域層次的亞太區域太空論壇等，探究日本建構的太空互賴性。新太空時代的來臨，尤以現今殺手衛星、太空碎片、量子衛星等嶄新國際政治議題，太空狀況覺知、太空航行自由、衛星技術改革等對應，人類的期待與挑戰也不再是光年之遙。

★ 變身一日太空人★ 啟動對宇宙的好奇與想像 國際太空站繞著地球運行，裡面的太空人都在做什麼呢？讓我們乘著火箭，飛向外太空，跟著太空人貝琪，在太空站度過精采的一天！除了參觀太空站內設施、了解太空人從事的科學實驗，還能一探在無重力下怎麼吃東西或上廁所！最後來一趟刺激的太空漫步，欣賞地球的壯麗景色。

【華人圈最著名航空作家首度講述自身太空專業】【任職美國航太界40年最深切的體會】【解碼人類前往銀河系路途上的離奇遭遇！】★ 星際探險載具的會合、銜接驚險歷程★在太空中要減速才能追上前面的太空船？★太空梭爆炸後，組員還活著？★太空預算的錢都花到哪裡去了？太空時代最具代表性災難案例，出自專業的記載與敘事觀點。 本書以專業的太空產業知識為依據，加上作者生動的故事筆觸，剖析人類探索太空時所發生的代表性事故案例，以及美蘇太空產業事後得到的教訓與改善方案。 書中收入聯盟11號、哥倫比亞太空梭、阿波羅1號等多起離奇的事故，用清晰易懂的筆法解說這些事故背後的工程、管理因素，以及調查過程中所發現的真相。 作者指出，太空產業與科技將整體帶動國內產業並創造工作機會，但面臨資源受限、維持進度的壓力不斷增加的情況時，若管理者因預算、進度、公關或政治任務，而忽略專業工程建議，將導致難以想像的悲劇性後果。這也是本書作者任職美國航太界40年最深切的體會。 案例中還有許多作者難忘的個人經驗，讀來令人印象深刻。例如挑戰者號太空梭失事前不久，他才與太空梭上的工程師太空人合作解決問題。失事後他到卡拉維爾角出差，親眼見到由海中撈上來的太空梭殘骸，心中有無限感慨。 本書的案例是絕佳的參考，未來無論是發展太空商業、觀光或其他相關產業，都可借鏡書中故事的經驗，讓人類前往銀河星系之路更順暢。

「福爾摩沙」既是台灣自主擁有的衛星系列名稱，也代表台灣，正昂首迎向無垠的蒼穹！這本書讓我看到一群帶著熱情及執著的太空工程師及科學家們，30年來為台灣太空科技默默的付出，有困境時的煎熬，有成功時的喜悅，因為他們的努力，守護了台灣這片土地，讓世界看見台灣，更讓台灣在太空中占有一席之地。――蔡英文（中華民國總統）《福爾摩沙飛向太空》以國家太空中心的發展歷程為主軸，透過許多參與者的現身說法與故事，清晰呈現出台灣發展太空科技的成就、挑戰與願景。《福爾摩沙飛向太空》兼具口述歷史、科技內涵與人文情感，從台灣太空計畫草創時期的篳路藍縷談起，如何從萌芽動念到排除萬難，再到眾志成城，如何從零基礎零經驗，醞釀出具備設計與製作衛星的本事。本書並依序刻畫每一枚衛星從無到有的歷程：福衛一號科學衛星――台灣第一枚升空的衛星，福衛二號遙測衛星――台灣第一枚自主擁有的衛星，福衛三號氣象星系衛星――世界最精準的太空溫度計， 福衛五號光學遙測衛星――台灣第一枚自主研發的衛星，福衛七號氣象星系衛星――6顆衛星組成氣象監測網，以及記錄立方衛星、探空火箭研製等篇章， 完整描述台灣歷次太空計畫的研發過程和達成的目標， 展現了台灣矢志發展太空科技、躍上太空的決心。｜專業推薦｜國家太空中心持續努力完成了國家太空基礎設施，同時成功的執行福爾摩沙衛星計畫……向世人展現我國具備研製小型衛星的能力，也展現了台灣人不屈不撓、挑戰創新、不畏失敗的精神。―― 吳政忠，科技部部長 太空中心總是能把一顆顆衛星成功送上太空……這整個故事的發展過程、前人努力克服各種困難的態度與決心，以及如何從科技實務面經過深入研究而找出困難的解方，相信都能提供讀者非常好的啟發。―― 吳光鐘，國家實驗研究院院長這本書將我國太空科技發展的軌跡，以說故事的方式介紹給讀者瞭解……將原本一板一眼的太空計畫，注入了參與計畫者的生命，瞬間成為一本活生生的太空科技史。―― 吳宗信，國家太空中心主任

太空人是指接受空間飛行訓練後，指揮、操縱或搭乘太空載具的人員。太空人是開拓宇宙之路的先鋒，作為一名太空人需要具有崇高的獻身精神、高深的學識水準、非凡的工作能力、優秀的環境耐力、良好的心理素質和健康的身體條件。一九九八年一月四日，十四位通過層層選拔的飛行員，成為中國第一批太空人。而等待他們的，是上百個學習課程和訓練項目，有航太醫學、地理氣象學、高等數學、自動控制等基礎理論課程，還有離心機訓練、震動訓

航太推進系統是由諸多子系統、零部件構成的有機統一體，各子系統的功能不相同但是又相互聯繫，任何一個子系統的安全與航太推進系統的安全息息相關。如果某個子系統出現故障，便會影響其他子系統的信號獲取和數據處理，從而導致更大範圍甚至整個系統的效能或可靠性降低，威脅航太任務、航太器及人員的安全。航太推進系統結構複雜，子系統及零部件數量眾多，加之故障特徵多樣，存在大量的不確定因素影響系統故障的監測和識。但是由於

人類一直受着地球引力的束縛，但從未停止對宇宙的探索。當代航天科技發展到載人階段，宇航員乘坐航天器進入宇宙太空，進行各種學科的通訊、遙感、導航、DNA變異等探測、研究、實驗，並進行月球登錄探索，乃至火星探索……本書講述近幾十年來中國航天事業的曲折發展，以及眾多航天專家、技術人員的辛苦歷程，還有各種不為人知的祕密，以期抒寫中華人民太空事業的奮鬥征程，也是科普航天知識的故事讀本。

◎NASA科學家，為探險者而寫：無論移民還是觀光，都該知道的大小事◎ 進入太空甚至移民到鄰近星球很可能是人類不久後的共同經驗，科學家、工程師和企業家正努力讓它成真。曾經上過太空的人都同意，這是一趟驚心動魄的旅程，為了能夠好好體驗，從飲食到親密行為都需要非常嚴謹的身體和心理適應。起飛後，你對地球與生命會有截然不同的觀點。 作者為所有對太空探險感興趣的人寫了這本指南，描述太空旅人會遇到的各種情境：無重

宇宙殖民當然可能只是夢想。如果你不夠完美，甚至從「基因」就不適合的話…… ◎死寂的地球，與留在上面的人類大多數人對「宇宙殖民」的想像，可能是所有的人類都遷移離開地球，只留下一個死寂的星球。本書的兩位作者要告訴你的是：或許我們絕大多數人，最後都會留在地球上。因為──即使是再過一百年、兩百年，太空旅行或太空殖民能夠成真，這也會是一段非常昂貴的過程。不管是可以乘載人類到另一個星球的太空船，或者是打造殖民

★《衛報》、《星期日泰晤士報》、《紐約客》、《每日電訊報》推薦★ARRC前瞻火箭計劃主持人 吳宗信教授 誠摯推薦★超人氣TED演講「世界末日倒數計時」（10 Ways the World Could End）破百萬觀賞次數2027年，人類將登陸火星。這個沒有水、只有1%氧氣、沒有大氣層阻隔輻射的星球，人類該如何在此生存？住在火星不只是人類的夢想，也是人類的命運。當地球上的生存已經受到嚴重威脅，許多

出過四次宇宙飛行任務的太空人首位日籍國際太空站站長若田光一拍攝的127張珍貴照片以及透過63個問題所親身感受的宇宙！ 「宇宙，讓人有做不完的夢，是一個超越人類智慧的地方。」 本書以問答方式介紹宇宙相關知識，解

火箭如何升空、又如何在外太空中推進？瞧一瞧人類藉由火箭飛往宇宙的探險之旅火箭轟的一聲直上雲霄，各國紛紛以航太科技展現國力，它也能為人類改善生活的品質！原來如此！火箭的原理與科技火箭怎麼升空？又是怎麼正確地飛向目的地？火箭如何搭載液態燃料？現代科技又是如何做到火箭輕量化？本書將為您介紹火箭的飛行原理與科技。61架各國火箭大公開從日本最自豪的H-IIA到長征，61架火箭大公開！除了已掌握火箭科技的美、

本書是介紹太空探測器的科普讀物。作者在書中全面介紹了太空探測器的基本知識和技術細節以及探索太空的驚險故事，一一列舉了40種各國研製太空探測器的歷史和故事。書中故事趣味十足，還收錄了不少太空美圖，值得一讀。

從太空的視點來觀看沒有國界，活生生的行星，地球──套句大家常說的話，那就是所謂的「無國界」。我終究體會到從太空看地球是沒有國界的。只要看到從東南亞縱貫而來的路徑後，就能非常清楚地看出日本是東亞島弧的一部分。無疆界的光景能夠給人強烈的印象。實際看到的景觀果然會帶來驚人的視覺體驗。只要我們超越國界觀，以地區共同體一員的視點來看整個世界，或許也會產生新的想法。──節自本書專訪本書特色●本書收錄從國際太空

★ 將過去四十年中《科學月刊》所刊載的各學科文章按編成專書。 航太科技是永恆的高科技，隨著時代的進展，台灣自然不能自絕於最尖端的科技之林。多少年來，台灣雖然沒有能力在航太科技領域內占有領先的地位，但是，我們所走過的足跡也是值得記載的心血結晶。 本書所收集的是部分在科月發表過的文章，由於字數的限制，許多佳作不得不割愛。本書共選了十八篇文章，航空方面九篇，太空方面也九篇。航空方面有四篇是有關航空歷

1-0在暴風雨的籠罩中暴風雨的夜晚過後，其所造成的地獄景象隨著朝陽一同浮現。曾被稱為海峽女王的船體被暴風雨無情的催毀。頓時小小的海濱上屍橫遍野，大海在一個晚上吞噬了1000名以上的寶貴生命。那個時候的我們對於大自然的力量毫無招架之力。 1-1氣象的堡壘1954年9月，15號颱風（Marie，瑪麗）來襲。雖然在防災的基礎建設並不完整的當時的日本，每逢颱風來襲就會遭到極大的損害，但那次所造成的災害格

浩瀚無垠的星空，讓我們乘坐著太空船出發，一起前往宇宙冒險，飛向閃爍點點星光的彼端吧！實用知識+詳細圖解+趣味滿分的實用入門手冊書！太空船達人一本就通過去、現在與未來，融合真實與幻想的太空船知識圖解特搜.

一段不可思議的真實冒險之旅，發生在最危險的疆界──外太空 美國太空人唐恩佩提與肯尼斯鮑爾薩克斯，還有俄國飛航工程師尼可萊布達林。在歷經種種困難終於飛上太空，展開十四週的國際太空站維修工作。他們住在狹窄擁擠的空間裡，喝水槍擠出來的水，用調製成加拿大培根口味的膏狀物填飽肚子。他們的血液還在流動，只是跟平常的方式不同，像水一樣慢慢流入體內器官。他們以兩

介紹國家太空計畫室有關福爾摩沙衛星的相關內容。

生物工程可以幫助21世紀人類解決人口、食物、資源、環境、健康等重大難題。本書由生物工程談起，再說到細胞工程、基因工程。

人們憑著一股想在太空中飛行的衝勁，從中國的火藥、美國的第一架飛機、德國的第一枚液態火箭，一直到蘇聯第一顆人造地球衛星，太空工業(尤其是美俄兩國)隨之蓬勃發展。太空競賽不僅將俄國第一位太空人送到太空飛行，也促成美國太空人登錄月球成功。並達成人類長時間在俄羅斯太空站內生活的偉大成就。國際太空活動日益頻繁，太空通訊日益發達。

她帶領一群「火星人」，共同為飛上天空而付出智力與青春。可是，這一群男人桀驁不馴，而她是女性……且看她如何追隨著夢想，一路掃除障礙，從小鎮來到了火星。

跟著科學家的視野一起探尋謎團，學習前瞻知識！登陸月球、小行星、火星，甚至航向太陽系之外，即使遭遇困難與失敗，充滿挑戰的太空任務仍會持續下去……「夜空中的星星到底在哪裡呢？」從很久以前，人們就會觀察天空、記錄星象。然而，直到六十幾年前，人類才真的首度突破大氣層，展開了第一個「太空任務」！難道登上太空很容易嗎？可別誤會了，太空的重力、空氣等條件都跟在地球上完全不同，光是把東西送上太空就充滿了危險和挑戰，數十年間甚至犧牲了許多動物和太空人寶貴的生命。然而，科學家們從未放棄。為了探索未知的宇宙，解答「月球上有生物嗎？」「天上的星星離地球多遠？」「還有其他星球可以住人嗎？」「我們可以去太空旅行嗎？」等疑問，太空任務一個接一個展開，不只送探測儀器上太空，還在太空中打造了超巨大的「國際太空站」呢！快跟著航太工程師田恩知老師，一起航向無垠，解開太空的祕密吧！【審訂｜推薦】臺灣在太空探索的領域也期望可以急起直追，在二○二三年正式將國家太空中心轉型並改名TASA（Taiwan Space Agency），以因應各種我們所面臨的太空挑戰，也希望可以改變臺灣對太空探索的想像，透過我們自製的火箭，發射我們自製的衛星上太空。也期望看了這本書的你們可以了解到，太空夢並非遙不可及，而是臺灣今天的期望，明天的事實。──魏世昕（國立陽明交大機械系助理教授、陽明交大 ARRC 前瞻火箭研究中心副主任）【知識學習重點】#太空任務　#阿波羅計畫　#航海家號　#國際太空站　#太空梭　#火星探測器【學習領域分類】◎適讀年齡：小學中年級以上，建議10歲以下親子共讀或教師導讀◎教育議題：國際、科技、生涯規劃、人權◎學習領域：自然科學、科技、社會© 2020 by 전은지 (Eunji Jun, 田恩知), 김다정 (Dajung Kim, 金多貞)