Space & Bean 如何透過屏蔽技術保護小型衛星

簡單來說，輻射是以電磁波或高速粒子的形式傳遞能量的現象。雖然輻射(例如可見光)是我們日常生活的一部分，太空中的輻射卻對航太領域的從業人員帶來獨特挑戰。

根據 NASA 所述：「太空輻射由原子組成，這些原子的電子在星際空間中遭到剝離，並加速至接近光速的速度，最終只剩下原子核。」這種輻射可能會穿透衛星外殼，進而影響電子元件，導致即時性與累積性的影響，甚至可能造成整顆衛星完全失效。

這個長期存在的挑戰，在未來也可能愈加普遍。「近年來，小型衛星 (SmallSat) 市場快速成長，促使業界逐漸廣泛採用商用現貨 (COTS) 電子元件以降低成本，」Space & Bean 創辦人暨執行長 Kyung Ryeung Min 表示。「然而，COTS 元件在太空輻射環境中，存在著故障或損壞的風險。」

Min 成立的 Space & Bean 致力於解決這項問題，為未來打造更安全的環境。為了實現這個目標，Space & Bean 開發先進複合材料與屏蔽技術，以保護小型衛星中的 COTS 元件，並確保在嚴苛的太空環境中能夠可靠運作。

這項雄心壯志需要一種具備協作性、而非競爭性的企業模式。「Space & Bean 致力於開發能與其他企業產生協同效應的技術，進而提供差異化的價值，」Min 說道。「我們的目標是掌握獨特技術，迅速進入市場，而不是與他人競爭。」

Min 指出，Space & Bean 秉持這樣的理念，將客戶的信任視為擴展技術的契機。該公司仰賴這種信任與合作，不斷精進與調整自家技術，以符合客戶的需求。為了協助客戶，Space & Bean 開發了一款客製化產品 SCUTUM R。

以先進屏蔽技術保護小型衛星

Space & Bean 開發了 SCUTUM R 屏蔽解決方案，以可靠地保護小型衛星上的 COTS 元件，避免其受到太空輻射的影響。然而，根據該公司說法，相較於市面上常見的方案，SCUTUM R 並非固定不變，而是更具客製化與全面性的解決方案。

「雖然屏蔽材料公司通常著重於依客戶要求開發，並提供具備相應效能的材料，我們的差異在於不僅止於材料開發，更基於自家屏蔽技術，設計且製造最佳化的保護解決方案。」Min 表示。

對 SCUTUM R 而言，這表示 Space & Bean 不僅提供 COTS 用的複合材料與輻射屏蔽盒，還透過其快速輻射影響偵測與良率 (FRIDAY；fast radiation impact detection and yield) 服務，提供獨立的商用零件太空環境分析服務。

Min 特別指出，SCUTUM R 的幾項主要優勢為：

• 確保太空輻射與屏蔽效能達到最大化。這是透過分析太空輻射環境，並開發客製化屏蔽材料與結構所達成，以期顯著降低輻射的影響。
• 提供適用於最小型衛星的輕量化設計，屏蔽效果毫不妥協。「這一點對於提升衛星可靠性及延長使用壽命至關重要，」Min 說道。
• 提供可依各種衛星系統調整的客製化與彈性設計。這項設計會進行輻射影響分析，以判斷應使用哪些複合材料至屏蔽盒設計。
• 建立國際合作夥伴關係，以證明其可信度與效能。「我們目前正與日本及美國企業合作，以確保獲得全球等級的可靠性，並客製化尺寸、形狀與效能，使其能應用於各種衛星系統上。」Min 表示。

在實現這些優勢且正式部署 SCUTUM R 之前，Space & Bean 必須先完成其獨特技術的設計、開發與最佳化。為達成這一點，Space & Bean 選擇倚賴 Ansys 模擬軟體。

從模擬邁向最佳化輻射屏蔽

Space & Bean 身為 Ansys 新創公司計畫 (韓國頁面) 的成員，在決定整體設計與開發流程所用的軟體時，選用了 Ansys 軟體，原因有幾項。「Ansys 的分析結果公認可靠且具國際驗證，因此對 Space & Bean 而言，採用 Ansys 解決方案提升資料的可信度，正是理所當然的選擇。」Min 說道。「我們有信心，Ansys 不僅是分析工具，更是我們的技術能在全球市場獲得認可的重要基礎。」此外，Min 還分享在韓國政府支持下，能擴展業務至太空輻射與電磁波分析，這也是與 Ansys 合作的一大優勢。

團隊運用模擬軟體的方式之一，是進行太空輻射影響分析，針對特定衛星的任務、壽命及軌道，研究太空輻射造成的影響。這些資訊可用於決定最佳的防護策略與結構性屏蔽設計，包括放置輻射敏感電子元件的理想位置，以將輻射影響降至最低。「關於這部分，Space & Bean 使用 Ansys Charge Plus 電磁充放電模擬軟體，分析在太空輻射期間，電漿與電子所造成的電氣效應，並設計金屬外殼的幾何形狀與子系統的放電系統。」Min 表示。

該團隊於設計流程中，也依賴 Ansys EMC Plus 電磁干擾與相容性模擬軟體。「EMC Plus 軟體在無線電力傳輸系統的概念設計階段中，用於分析感應線圈周圍電磁波的影響，並檢查在複合材質外殼設計中，金屬薄膜的厚度與接合結果，其功能變得非常強大。」Min 指出。

「無論使用哪一款軟體，在產品建造前，先透過 Ansys 模擬進行初步分析，有助於我們降低生產成本與開發時間。」Min 表示。「建模與模擬軟體已將設計與測試所需時間減少 30% 以上，我們目前以減少 50% 以上為目標，預期這將對後續開發時程產生正面影響。」

透過 Ansys 模擬結果，Space & Bean 得以更有效地實現其目標，打造自訂複合材料屏蔽盒，提升 COTS 元件的耐用性，並阻擋太空輻射。展望未來，「我們將持續積極運用 Ansys 模擬，以提供精確的分析與可靠的資料。」Min 表示。作為這項努力的一部分，Space & Bean 正考慮導入更多模擬軟體，以提升旗下四個品牌產品線的整體效率。舉例來說，熱分析是太空產業中的關鍵因素之一，並與 Space & Bean 持續研發的技術發展息息相關，因此該公司正積極評估，是否可能將 Ansys 解決方案導入此領域。

Space & Bean 的未來發展

隨著小型衛星日益普及、公司技術持續進化，以及即將進軍海外市場，Space & Bean 正站在大幅成長的關鍵時刻。

在這個重要時刻，Min 強調公司始終不變的核心目標，即是提供最佳化、實用且經過驗證的產品，以解決客戶在現實中面臨到的各種問題。

對太空產業而言，這意味著 Space & Bean 將持續提供屏蔽技術，以提升小型衛星的可靠性，並透過模擬分析提供可信的資料，讓全球市場及 ESA 和 NASA 等機構，都能加以運用。此外，Min 也分享 Space & Bean 正著手開發採用其輻射防護技術的自家太空元件。

Space & Bean 也將這樣的理念，延伸至太空產業以外的領域，並投入為其他極端環境開發可靠的防護技術，例如在汽車、國防、半導體與醫療等領域所面臨的嚴苛條件。這將涉及持續與客戶建立合作關係，「確保人類所用的各種先進技術，都能以更安全且永續的方式運作。」Min 說。「隨著科技不斷進步，可靠性也愈發重要，我們將持續成長，並透過旗下獨一無二的防護解決方案，在全球市場發揮關鍵作用。」

這項成長也將延伸至 Space & Bean 以外的領域。Min 分享，南韓政府與 Ansys 正攜手合作，支持新創公司並協助他們導入模擬計畫。

「為了讓韓國企業能夠持續發展並精進技術，我希望能看到更多支援企業導入模擬軟體的計畫。」Min 說道。「我相信，這類機會若能增加，將能減輕企業的負擔，並讓它們更有效率地專注於研發。最終，我認為這將促進太空產業的更多創新。」

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