ISS零重力實驗提案比賽臺大機械系奪冠 將代表臺灣前進國際太空站

2025/2/19

　　你是否曾經想過，在沒有重力的太空中，水會怎麼流動呢？在太空中，水不會像地球上那樣往下滴落，而是會以圓球狀的形式飄浮在空中，難以控制。該如何操控這些水滴，讓它們在微重力環境下自由地流動、塑形甚至優美地舞動呢？這個有趣的問題，正是來自臺灣大學機械系老師蔣雅郁「多尺度流體操控實驗室」的團隊「Slinky Ninja」所提出。他們憑藉著創新的實驗設計、科學的可行性以及優異的表達技巧，在2025年國際太空站 (International Space Station, ISS) 零重力實驗提案比賽 (Asian Try Zero-G, ATZG) 臺灣區初選中脫穎而出，勇奪第一名，成為代表臺灣競逐國際最終選拔的隊伍。

　　ATZG是由日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA) 主辦，透過亞太區域太空組織論壇 (APRSAF) 召集各國學生，鼓勵年輕學子設計可在國際太空站執行的實驗，探索微重力環境下的物理現象。ATZG不僅是一場科學創新的競賽，更提供學生將實驗概念送入太空的珍貴機會。今年臺灣區初賽於1月23日在成功大學舉行，共吸引108支隊伍、290人參賽，創下歷屆新高。最終由63支隊伍進行現場簡報，以全英文發表3至5分鐘的實驗構想。

　　獲得第一名的「Slinky Ninja」團隊成員包括已錄取臺灣大學機械所博士班、目前就讀於中興大學機械所碩士班的隊長陳文慶，以及4位就讀於臺灣大學機械所碩士班的隊員：楊承祐、林彥丞、邱昱豪以及吳詠翔。他們提出的實驗「The Liquid Waltz：Observing Fluid Dynamics in a Dancing Slinky」，靈感來自許多人小時候的彈簧玩具—妙妙圈 (Slinky) 。多尺度流體操控實驗室曾提出在微小尺度中，由於表面張力的主導，液體可以被限制在類似彈簧的螺旋結構內，不會因為重力而使液體從螺旋結構的間隙中流出。但在較大的尺寸如直徑超過5公分的妙妙圈中，液體則會因為重力的影響從螺旋結構的間隙中流出。因此希望能利用國際太空站中微重力的環境，來驗證液體在妙妙圈中的拉普拉斯壓力與線圈間隙的相互抗衡，讓液體成功地維持在螺旋結構中的假設，並隨著妙妙圈的拉伸、旋轉、彎曲等動作，讓液體隨之產生移動、形變等變化，如同一場水與妙妙圈的「華爾滋」舞蹈。這項流體的操控技術未來可應用在太空站的水處理系統、燃料運輸系統，甚至是太空製藥、半導體與生物科技等領域。

　　目前，Slinky Ninja的實驗提案《The Liquid Waltz: Observing Fluid Dynamics in a Dancing Slinky》已與其他2組優勝隊伍的計畫共同提交至 JAXA，與澳洲、孟加拉、日本、菲律賓、新加坡、泰國、阿拉伯聯合大公國等國家一起競爭，並預計在2025年3月由日本太空人選出最終將登上 ISS 的實驗。若是順利獲選，實驗將於2025年12月至2026年2月正式在國際太空站執行，讓來自臺灣的創新研究，在無重力環境中綻放光彩。對於「Slinky Ninja」來說，這次比賽不僅是一次學術挑戰，更是一場讓創意飛向太空的夢想之旅。團隊成員表示，他們會持續關注太空科學的發展，並希望未來能夠參與更多相關研究，為臺灣的航太科技發展盡一份心力。或許未來的某一天，當人類可以在太空生活，喝水、儲存液體，甚至是燃料傳輸或執行任何需要流體操控技術的工作時，都會因為這項研究而變得更有效率，而這一切，都是從一個簡單的妙妙圈與學生們的奇思妙想開始的。