開創太空新局
新加坡正準備於 2026 年發射首枚由人工智慧驅動的奈米衛星，為這個城邦國家躋身全球太空經濟競爭行列的努力，寫下重要里程碑。這艘約鞋盒大小的小型太空船，將搭載先進的邊緣運算能力，能在距地球 500 公里軌道上分析影像並篩選資料，只將必要資訊傳回地面站，而非傳送未經處理的原始影像。
這項任務是新加坡「太空進入計畫」（Space Access Programme）下的首項計畫，也是國家「太空科技發展計畫」（Space Technology Development Programme）的重要一環；自 2022 年以來，政府已承諾投入逾 2 億新元支持該計畫。這項倡議顯示新加坡正策略性轉向更小型、智慧程度更高的衛星，讓衛星在軌道上處理資訊，而非僅作為仰賴地面運算能力的單純資料收集器。
南洋理工大學衛星研究中心（Satellite Research Centre）主導這項計畫，並與本地太空科技公司 Satoro Space 合作打造 3U 奈米衛星。這艘 CubeSat 格式太空船尺寸僅 30 公分 × 10 公分 × 10 公分，重量不到 5 公斤，有望徹底改變資料在太空與地球之間傳輸的方式，並可能轉化從災害應變到環境監測等領域的應用，同時展現新加坡在太空系統方面日益提升的技術自主能力。
任務背後的智慧
傳統衛星的運作方式很像搭配外接儲存裝置的數位相機，會拍攝大量原始影像，再全部傳回地球處理。這種做法造成重大瓶頸，限制了運作效能。低地球軌道衛星每次繞行約 100 分鐘，與地面站的聯繫時間只有約 10 分鐘；原始衛星影像每天可能累積數 GB，對有限的頻寬造成負擔，也使影像拍攝與取得可行動洞見之間出現延遲。
這枚人工智慧衛星透過邊緣運算克服上述限制。邊緣運算將資料處理帶到資料來源端，而非將原始資訊傳送至遠端伺服器。衛星上的人工智慧將即時分析影像，分辨雲層遮蔽與視野清晰的畫面，找出森林火災或漏油等緊急事件，並只傳送可供採取行動的資訊，而非大量資料。
衛星研究中心執行主任 Lim Wee Seng 說明了這種做法在運作上的優勢。
衛星不必將所有資料都傳回地球，而是可以在機上做出判斷，篩選、分析並傳送資訊，而不只是原始資料。這能大幅降低延遲，讓太空系統的效率顯著提升。智慧衛星可以在機上判斷哪些資訊重要，確保珍貴的太空頻寬用來傳送答案，而不是雜訊。
這種做法在實務上的影響相當顯著。衛星不必下傳數百 MB 甚至數 GB 的原始影像，而能傳送精簡的輸出資料，包括關鍵座標、影像分析摘要，以及總計僅數 KB 或數 MB 的精選影像片段。這種效率對地震災後復原或海上災害應變等分秒必爭的情境尤其關鍵；在通訊窗口短暫的情況下，迅速決策能拯救生命並節省資源。
三項創新計畫
這枚人工智慧奈米衛星只是南洋理工大學（NTU）宣布在「太空進入計畫」下推動的三項計畫之一。每項任務都瞄準不同的技術前沿，預定於 2026 至 2028 年間每年發射一項，另有一個酬載將送往國際太空站，在嚴苛的軌道運作環境中驗證新加坡的光學技術。
智慧資料處理與新型電力系統
2026 年的旗艦任務將結合人工智慧與實驗性太陽能技術。除了具備邊緣運算能力，衛星還將測試次世代鈣鈦礦太陽能電池。這項技術由南洋理工大學電機與電子工程學院、材料科學與工程學院，以及本地新創公司 Singfilm 合作開發。與傳統矽面板相比，這些電池具有明顯優勢：製造成本較低、製程較簡單，且可印製於柔軟、輕量的基板上，適合每克重量都會影響發射成本的小型太空船。
鈣鈦礦太陽能電池採用有機—無機混合結構，可透過簡單的印刷技術製造，不必像矽電池一樣採用耗能的晶體生長製程。這種製造彈性讓電池能沉積在輕量、柔軟的基板上，減輕太空船的總重量。這次軌道測試將提供關鍵資料，了解這些材料在持續暴露於輻射及極端溫度變化下的劣化情形；這些資訊是未來衛星星系商業化應用前不可或缺的依據。
Satoro Space 董事長 Maverick Shih 強調，本地合作對推進這些技術的重要性。
我們很高興參與南洋理工大學的聯合計畫。南洋理工大學衛星研究中心與 SATORO 的合作，不僅讓我們能建立經過驗證且可靠的 CubeSat 解決方案，也讓我們能與新加坡的衛星研究中心在本地執行計畫，協助新加坡研究機構迅速發展尖端太空科技。
先進推進系統與材料測試
第二項計畫預定於 2028 年執行，將部署一枚尺寸較大的 16U 奈米衛星，大小為 40 公分 × 30 公分 × 30 公分，重量最高可達 30 公斤。這艘太空船將測試由南洋理工大學衍生公司 Aliena 開發的多級點火緊湊型引擎（MUlti-Stage Ignition Compact engine）。該引擎利用電場與磁場將推進劑氣體電離，再加速離子以有效產生推力。MUSIC 引擎採用柵格式離子推進器設計，與化學火箭相比，燃料效率更高。系統透過靜電柵格加速離子，其比衝（衡量燃料效率的指標）是傳統推進器的數倍。這種效率讓小型衛星能以極少推進劑調整軌道、避開碎片或維持位置，延長運作壽命，也讓過去只有大型太空船才能執行的新任務成為可能。
Aliena 共同創辦人暨執行長 Lim Jian Wei 博士指出，隨著軌道交通增加，這類能力愈來愈不可或缺。
隨著低地球軌道上的衛星數量增加，先進的在軌機動能力已不再是可有可無。這項能力開創了新的任務可能性，對新興太空應用至關重要，也是衛星星系有效且永續運作的絕對必要條件。
這枚衛星還將搭載由南洋理工大學淡馬錫實驗室（NTU Temasek Laboratories）開發的原子氧探測器，研究先進材料在極低地球軌道中，如何承受具高度腐蝕性的原子氧。原子氧是紫外線將高層大氣中的氧分子分解後形成的單一氧原子。這些原子會與太空船材料劇烈反應，造成侵蝕與劣化。了解材料在此環境中的耐久性至關重要，有助於設計能長期在較低高度運作的太空船；該處大氣阻力較強，但觀測解析度更高。
次世代光學成像
第三項計畫將於 2027 年把新加坡研發的電光成像酬載 LEOCAM 送往國際太空站，執行為期六個月的驗證任務。LEOCAM 採用獨特的三鏡光學設計，而非傳統鏡頭，可進行高解析度地球觀測，每個像素能捕捉地面上寬度僅 1 公尺的細節。與折射式鏡頭系統相比，這種以反射鏡為基礎的設計可減少光學像差與重量，同時維持影像清晰度。
LightHaus Photonics 技術長 Phua Poh Boon 博士說明這項計畫對本地產業發展的意義。
我們很期待在國際太空站測試光學成像酬載。這將是 LightHaus 的重要里程碑，因為我們是首家打造太空光學系統的新加坡公司。
打造國家太空生態系
這些技術進展發生在快速演變的制度環境中，新加坡正藉此重整日益發展的太空產業管理方式。2026 年 4 月 1 日，新加坡將正式成立新加坡國家太空總署（National Space Agency of Singapore），整合並擴大原由太空科技與產業辦公室（Office of Space Technology and Industry）負責的職能。全球太空市場預計到 2035 年將成長至 2.43 兆美元，這個新機構正是在此背景下成立，讓新加坡有機會從不斷擴大的太空經濟中創造價值。
獲任命為候任執行長的 Ngiam Le Na 擁有 25 年公務經驗，曾在國防科技研究院（DSO National Laboratories）及國防科技局（Defence Science and Technology Agency）擔任領導職務，將掌舵這個機構。她過去曾監督地球觀測衛星及國家安全、災害救援數位解決方案的開發。該機構將承接「太空科技發展計畫」逾 2 億新元的研究經費，同時取得制定國家太空法規、協調發照及促進國際夥伴關係的職權，特別著重與赤道帶及東協的新興太空國家合作。
新加坡目前約有 70 家太空產業公司及 2,000 名專業人員。在新加坡國家太空總署（NSAS）協調與持續資金支持下，官員希望擴大地理空間分析、氣候監測、海事監控及太空態勢感知等領域的發展機會。該機構也將發展太空態勢感知能力，以因應軌道碎片與碰撞風險日益升高的疑慮，保護資產免受軌道環境日益擁擠的影響。
南洋理工大學工程學院院長 Warren Chan 教授將校方的努力與國家策略相連結。
這項新計畫反映太空科技正朝向更快速的開發與更智慧的運作方式發展。憑藉逾 20 年的經驗，南洋理工大學在共同開發及快速、經濟地部署衛星技術方面，已建立優良實績。在軌發展人工智慧能力，可降低對地面處理的依賴，並讓決策更快速、更智慧。這是新加坡打造更靈活、更具競爭力的太空生態系時的策略優勢，也將協助合作夥伴更快將創新成果推向市場。
從實驗室走向商業應用
這些任務展示的技術雖具有直接的研究價值，要全面商業化仍需進一步開發與驗證。Lim Wee Seng 表示，將人工智慧衛星的尖端系統推向市場還需要數年時間，但這些軌道測試奠定的基礎，對吸引投資及驗證技術在真實太空環境中的表現至關重要。輻射、真空與溫度循環所帶來的挑戰，無法在地球上完全重現。
新加坡進入這個領域時，類似能力已展現可行性。歐洲太空總署的 PhiSat-1 CubeSat 約於 2020 年發射，是率先運用機上機器學習篩除多雲影像的先驅，證明小型衛星採用邊緣運算具有可行性。新加坡的做法進一步拓展這些能力，同時整合新型電力系統，並透過大學與民間企業的合作，培養本地商業實力。
海事監控是機上人工智慧能帶來明顯優勢的即時應用領域之一。監控航道、偵測非法捕魚及追蹤漏油，都需要迅速發出警報。現行系統往往要等地面站在資料收集數小時後處理完原始資料，才會發出關鍵通知。新加坡的做法希望在拍攝影像後數分鐘內就提供可供採取行動的資訊，讓主管機關能在事件仍在發生時派遣應變船隻或飛機，而不是事後才展開調查。
同樣地，選擇性傳送資料也有助於氣候監測。追蹤森林砍伐、評估農業健康狀況或監測都市熱島，會產生大量影像資料；但對立即政策決策而言，重要的只有異常現象或變化。人工智慧篩選功能可確保地面團隊收到新發生的森林開墾或作物受損警報，不必在數千張顯示狀況穩定的例行影像中逐一查找。這種精準傳送方式可降低儲存成本與分析人員的工作量，並加快因應環境變化的速度。
重點整理
- 新加坡將於 2026 年發射首枚人工智慧奈米衛星，可在軌道上處理及篩選資料，減少傳輸瓶頸，並加快緊急事件的應變速度
- 這枚 3U CubeSat 由 Satoro Space 製造、南洋理工大學衛星研究中心主導，將在 500 公里高度執行為期一年的任務，測試邊緣運算人工智慧與鈣鈦礦太陽能電池
- 另外兩項計畫包括 2028 年測試採用 Aliena MUSIC 離子引擎的推進系統，以及 2027 年將 LEOCAM 光學成像酬載送往國際太空站的任務
- 新加坡國家太空總署將於 2026 年 4 月 1 日成立，負責監督「太空科技發展計畫」逾 2 億新元的資金及制定國家太空法規
- 這些計畫瞄準預計於 2035 年達到 2.43 兆美元的全球太空市場，近期應用涵蓋災害應變、海事監控與環境監測
