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成大首枚立方衛星 探索太空中低變溫層資訊

2018-05-16 09:56經濟日報 張傑

成大參與歐盟主辦的跨國QB50計畫自主發展鳳凰立方衛星,2017年5月由國際太空站釋放至今,成功運作1週年,QB50計畫共釋放36枚立方衛星,鳳凰立方衛星是少數仍正常運作之一,也是台灣第一枚成功發射與運作的立方衛星。

成大鳳凰立方衛星,2017年5月由國際太空站釋放至今,成功運作1週年。 成大/提...
成大鳳凰立方衛星,2017年5月由國際太空站釋放至今,成功運作1週年。 成大/提供

成功大學表示,鳳凰立方衛星是成大電機系莊智清教授與航太系苗君易教授,帶領團隊費時4年,所自主發展2公斤等級的衞星,長度10公分,高度20公分,並搭載「離子/中性粒子質譜儀」,還有成大自主研發的「太陽極紫外光探針」。

過去1年來共繞地球5701圈,飛行距離超過2億4千萬公里(約為環台灣島21萬圈或來回月球315趟)。鳳凰立方衛星每日通過台灣3至4次,現在的軌道高度已由最初的410公里,降到約370公里。

而鳳凰立方衛星也是QB50計畫所發射立方衛星中,在10個搭載相同「離子/中性粒子質譜儀」,唯一提供中低變溫層(高度在200至400公里)之離子與中性粒子密度與分佈資料的衛星,這是35年來首次有關太空中低變溫層現地量測的資料。

成大電機系莊智清教授指出,鳳凰立方衛星表現之所以優於其他國家的立方衛星,在於成大團隊從衛星系統設計、製作、測試與操作的全方位研發能量,從發展之初,就考慮各種可能發生的情境並逐一推演。

洪銘陽指出,操作過程曾發生令人心驚的衞星「高速姿態滾轉」情況,由於衛星穩定,才能正常提供資料與服務,「高速姿態滾轉」 不僅影響通訊品質,對於姿態控制系統也是一大挑戰。

而介於200到400公里處的中低變溫層,是一般飛機無法到達,探空火箭僅能短暫穿越,採用地面或衛星雷達只能做遙測。而一般衛星造價動輒數10億元,立方衞星研製成本不必上億,且發展期程短。

莊智清指出,QB50計畫是歐盟首次嘗試應用立方衛星群於太空中低變溫層進行多點現地量測,去量測不同空間與時間的離子、中性粒子、電子、氧原子、溫度等物理量,這些資料可以提供大氣與太空建模所需,有利於地球暖化、大氣科學、太空天氣、高超音速飛行、太空旅行等研究。

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