5 公斤衛星測試兩項技術
新加坡 CRIMSON-1 衛星正在距地球約 520 公里的軌道上，測試柔性鈣鈦礦太陽能電池與人工智慧，讓這兩項實驗室技術進入電力、熱能與通訊容量都嚴格受限的環境。這艘太空船重 5 公斤，尺寸為 30 公分 × 10 公分 × 10 公分，預定執行為期一年的任務。
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新加坡南洋理工大學（NTU）宣布，該校第 14 枚衛星搭乘 SpaceX 獵鷹 9 號火箭，參與 Transporter-18 任務，從加州范登堡太空軍基地發射升空。發射時間為加州 10 月 1 日，對應新加坡時間 10 月 2 日。CRIMSON-1 約在火箭升空 55 分鐘後釋放，是火箭搭載的 130 個太空載具之一。
這項任務包含兩項不同的實驗。一項將測量由 NTU 研究人員與新加坡國立大學（NUS）衍生公司 Singfilm Solar 研發的鈣鈦礦太陽能電池，其耐用度與發電量。另一項則會在衛星上處理影像，測試 AI 能否在影像傳回地球前辨識有用資訊。
一項重要區別是，實驗用鈣鈦礦電池並非衛星的主要電力來源。CRIMSON-1 由傳統砷化鎵面板供電，新型電池則在旁進行測試。將這項實驗送入軌道，代表有機會蒐集證據，並不表示鈣鈦礦已準備好取代現有太空船電力系統。
NTU 在CRIMSON-1 任務公告中表示，研究人員將檢視太陽能電池在軌道上的效能，以及運算系統在高負載下的散熱管理與耗電情形。目前尚未公布這些實驗的結果。
太陽能模組有何不同？
鈣鈦礦是一類具有特定晶體結構、可用來將陽光轉換為電力的材料。在這項應用中，其吸引力在於有望製成高效、輕薄的太陽能電池，且可使用容易取得的材料製造。對太空船而言，降低電力系統的重量，就能為其他設備騰出更多載重空間。
Singfilm Solar 的實驗模組具有柔性，並以超薄玻璃為基板。NUS 助理教授、Singfilm 創辦人 Hou Yi 表示，CRIMSON-1 是這款柔性模組首次進行太空飛行，也是新加坡製造的太陽能模組首次部署至軌道。根據 NTU 說法，這也是 Singfilm 技術首次進行太空飛行。
這些說法有必要區分單一太陽能電池與模組；模組是將多個電池組裝在一起、使其協同運作的產品。NTU 曾於 2023 年將鈣鈦礦電池搭載在 ARCADE 衛星上。因此，不應將 CRIMSON-1 描述為該校首次嘗試在太空測試任何鈣鈦礦電池。
這項新實驗將先前的研究延伸至柔性模組，以及與 Singfilm 合作開發的技術。其價值取決於從軌道傳回的測量結果，包括模組在發射後及長時間暴露於太空環境後，是否仍能維持實用的發電量。
耐用度與效率同樣重要
供太空使用的太陽能電池必須通過兩種截然不同的考驗：火箭發射時的機械應力，以及進入軌道後遭遇的運作環境。CRIMSON-1 將評估其物理耐用度、光電轉換效率，以及在低地球軌道上的實際發電量。
預定評估項目包括暴露於輻射、真空與溫度循環。溫度循環是指太空船在不同光照條件間移動時，反覆經歷溫度變化。這類變化可能使材料及其接合處承受壓力，輻射則可能影響太陽能電池與電子設備。
NTU 副校長兼教務長 Christian Wolfrum 教授表示，這項任務讓太陽能研究與 AI 運算進入能驗證其是否如預期運作的環境：
這些技術只有在真實太空環境下才能獲得驗證，而 NTU 的衛星計畫 30 年來一直在進行這項工作。CRIMSON-1 是我們的第 14 項任務。
為期一年的測試旨在提供長期效能證據，而非只在部署後不久進行一次測量。NTU 尚未公布可接受的發電量、效率損失或材料劣化程度等數值目標。
成本優勢仍待軌道數據證明
鈣鈦礦的財務吸引力相當可觀，但目前仍只是一種可能性，並非這項任務已證明能節省成本。據報導，太空用砷化鎵太陽能電池的價格每瓦約為 250 至 450 美元。地面使用的傳統矽電池則不到每瓦 1 美元。
依據這些數字，所引述的砷化鎵價格是矽電池基準的 250 至 450 倍以上。這項比較呈現兩種技術的成本差距，但並非對可互換產品的直接比較。地面用電池價格低廉，並不能證明它符合太空船的運作需求。
CRIMSON-1 上鈣鈦礦模組的每瓦製造成本尚未公布。因此，目前還無法據此計算衛星營運商採用該模組能節省多少費用。可靠性、可用發電量與整合成本也都會影響評估。
Singfilm 曾表示，其鈣鈦礦太陽能板在 2024 年的光電轉換效率達 22.6%。光電轉換效率指入射陽光轉換為電力的比例。這個數字可作為了解該公司的研發進展之參考，但並非軌道測量結果，也不是 CRIMSON-1 酬載公布的效能數據。
NTU 在此領域的研究可追溯至 2013 年刊登於《Science》的論文，研究顯示電荷能在鈣鈦礦材料中傳遞異常遠的距離。這項發現有助解釋鈣鈦礦的高太陽能轉換效率。後續研究轉向較大型模組與原型，目標是提升效能及穩定性。CRIMSON-1 現在則要測試這項技術能否在實驗室以外的環境中維持實用特性。
AI 將在傳輸前篩選有用影像
CRIMSON-1 被稱為新加坡首枚搭載 AI 的微型衛星。其運算實驗將在衛星上分析並篩選影像，包括挑選沒有雲層遮蔽的影像，以及辨識可能的森林火災或漏油事件。
這就是邊緣 AI：在資料蒐集地點附近進行運算，而不是將所有原始資料傳送至遠端電腦。此處的「邊緣」就是衛星本身。這項技術的目標是傳送有用影像或可能事件的警示，而不是把每張影像都傳回地球供人檢視。
衛星通訊容量有限。在軌道上篩選影像，可能減少傳輸的原始資料量，以及地面所需的人工分類工作。這項任務是在測試這種做法，並非宣布一項已獲驗證的災害偵測服務。
目前尚未公布偵測準確度、誤報率或傳輸資料量的實際減幅。AI 指示可能發生火災或漏油，並不等同事件已獲確認。必須等待實驗結果，才能判斷其篩選是否足以可靠地用於實際作業。
運算也會增加耗電與散熱需求
在小型太空船上處理影像，需要在不同需求間取捨。減少傳回地球的資訊可能節省通訊容量，但執行 AI 會耗電並產生熱能。CRIMSON-1 的研究人員將檢視運算系統在高負載下如何處理這兩項需求。
在真空環境中，散熱管理尤其重要，因為太空船無法像地面電腦那樣，透過周遭空氣冷卻。設計必須讓熱能經由結構傳導，再以輻射方式釋放。這項實驗將有助了解所選運算硬體在該環境中的表現。
因此，太陽能與運算測試處理的是彼此相關的工程限制，但兩者仍是獨立實驗。未來採用更多機載運算的太空船，需要能支援其運作的電力系統。CRIMSON-1 在測試一種可能用於未來的新型太陽能技術，同時仍由成熟的面板供應自身運作所需電力。
Hou 指出，未來衛星的太陽能供電，以及可能設於太空的 AI 資料中心，都是值得進一步探索的領域。CRIMSON-1 本身並非實際運作的 AI 資料中心，其任務也無法證明鈣鈦礦模組能為此類設施供電。這項任務的作用，是傳回可供後續設計參考的測量數據。
任務由誰打造、部署並提供支援？
NTU 衛星研究中心主導這項任務，整合太空船工程、發射準備、任務控制與軌道運作。NTU 表示，研究人員與發射整合商 Exolaunch 合作，由該公司提供發射容量、任務管理、整合與部署服務。CRIMSON-1 透過 Exolaunch 的 EXOpod Nova 系統部署。
不同報導對太空船的建造者說法不一。一篇報導指出，建造者是新加坡公司 Satoro Space，並將 NTU 的 AI 技術與實驗用太陽能電池整合至太空船中；另一篇則將建造工作歸功於 NTU 衛星研究中心。NTU 的公告指出，該中心是任務主導單位，並表示有本地產業夥伴參與，但未詳述製造工作的分工。
新加坡資訊通信媒體發展局（IMDA）透過國際電信聯盟，協助取得衛星頻譜與軌道資源，為任務提供支援。頻譜指衛星與地面站之間通訊所使用的無線電頻率。
該校的衛星發展紀錄包括 2011 年發射的新加坡首枚本地製造衛星 X-SAT。該校第 13 項任務 VELOX-AM 於 2023 年 7 月發射，並據 NTU 表示，於 2026 年 8 月完成任務並離軌。CRIMSON-1 延續了這項建造、測試與操作太空船的計畫。
新加坡資助計畫串聯技術研發與太空測試
CRIMSON-1 是新加坡國家太空總署（NSAS）透過「太空近用計畫」支持的首批專案之一。該計畫隸屬於「太空科技發展計畫」；自 2022 年起，新加坡已為太空研究與國家能力預留 2.1 億新加坡元。
政府的太空科技發展計畫頁面於 2026 年 3 月 17 日更新，指出太空科技與產業辦公室在 2024 年取得額外 6,000 萬新加坡元資金。頁面說明 STDP 2.0 自 2025 年起延續推動，但未表示這 6,000 萬新加坡元應再加計於該計畫所提的 2.1 億新加坡元之上。
該計畫包含三類資助：技術開發、驗證與實驗，以及太空近用。最後一類資助旨在建立太空飛行履歷，也就是有文件記錄的技術太空運作紀錄。太陽能電池、先進材料、運算系統及其他酬載都是列舉的例子。
本地大學、研究機構與產業夥伴都可提出申請。外國機構必須尋找本地夥伴。遙測與衛星通訊是優先領域；NSAS 也在探索軌道太空船維修、太空製造與太空生命科學。
對 CRIMSON-1 而言，太空飛行履歷是研究走向商業採用的關鍵連結。成功發射只是其中一個里程碑。模組或運算系統能否在軌道環境下持續運作，則是另一項潛在客戶可評估的里程碑。
重要里程碑與後續進展
這項任務集結了十多年來的太陽能研究與衛星開發成果。主要進程如下：
- 2011 年：新加坡首枚本地製造衛星 X-SAT 發射。
- 2013 年：NTU 研究人員在《Science》發表鈣鈦礦材料中電荷傳輸的研究結果。
- 2022 年起：新加坡為太空科技發展計畫預留 2.1 億新加坡元。
- 2023 年：NTU 在 ARCADE 上搭載鈣鈦礦電池；VELOX-AM 於 7 月發射。
- 2024 年：Singfilm 公布太陽能板光電轉換效率為 22.6%，政府則為太空科技發展追加 6,000 萬新加坡元資金。
- 2026 年 8 月：據 NTU 表示，VELOX-AM 完成任務後離軌。
- 加州 10 月 1 日、新加坡 10 月 2 日：CRIMSON-1 發射，預定執行為期一年的任務。
NTU 的公告列出發射日期的月分與日數，但未明確標示年份。10 月 1 日與 10 月 2 日的日期差異，反映加州與新加坡的時差，而非兩次不同的發射。
下一個實質里程碑是取得效能數據。目前尚未公布初步結果的發布日期，也沒有公布太陽能電池劣化程度、AI 準確度或運算耗電量的報告時程。
此外，NTU 與日本科技公司 Fusic 正探索在地面運用 AI 系統，處理任務排程、地面站分配、例行作業及提早偵測技術問題。這項工作著眼於從地球管理衛星；CRIMSON-1 則測試太空船上的影像處理。
重點整理
- CRIMSON-1 是 NTU 第 14 枚衛星，重 5 公斤，部署於距地球約 520 公里的軌道。
- 任務預定持續一年，測試鈣鈦礦太陽能電池與 AI 影像處理。
- 衛星主要由砷化鎵面板供電；鈣鈦礦電池是實驗酬載。
- Singfilm 柔性模組採用超薄玻璃。NTU 曾於 2023 年在 ARCADE 上測試鈣鈦礦電池。
- 研究人員將測量太陽能電池的耐用度與發電量，以及運算系統的散熱管理與耗電情形。
- 新加坡「太空近用計畫」支持這項任務，該計畫是新加坡自 2022 年起投入 2.1 億新加坡元發展太空科技的一部分。
- 目前尚未公布軌道效能結果或初步結果的發布日期。
