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台首顆自主立方衛星亮相 有望減GPS誤差
新知
第1732期
台首顆自主立方衛星亮相 有望減GPS誤差
焦點
2020-10-15
【記者詹和臻綜合報導】國立中央大學太空科學與科技研究中心費時三年,研發出全台第一顆全自主「飛鼠號立方衛星」(IDEASSat),於7日首次亮相。「飛鼠號」主要任務為探查500公里高度軌道的電離層結構,期望能更了解電離層變化,以排除其對衛星通訊的干擾。 由於小型衛星能乘載的空間不大,因此外部的太陽能板數量少,相較於大型衛星的發電量較低,同時壽命也較短。 圖/國立中央大學太空科學科技中心提供飛鼠號立方衛星的功用為輔助福衛五號大型衛星監測,飛鼠號裝載著小型電離層探測器,可分時測量精準的電離層電漿參數。飛鼠號未來將被送往500公里高度軌道,拓展位於720公里高度的福衛五號觀測量與地區,並且,結合兩顆衛星的數據,即可分析出電離層在兩個不同高度的變化。而電離層會影響通訊與導航訊號的傳遞,因此觀測結果將應用於減少GPS定位誤差等。立方衛星屬小型衛星,與大型衛星的差別為研發時間短,且研發成本較低,而飛鼠號的規格是一顆3U立方衛星,為10公分乘以10公分乘以30公分的長方體。計畫共同主持人張起維以國際貨櫃運輸比喻,貨櫃若有標準尺寸的規範,可大幅降低運費,同理,將飛鼠號打造成標準規格,為的是壓低其運送與發射成本。此外,團隊研發的科學儀器,可迅速執行觀測,在電離層觀察到的結構與現象解析度也很高,能幫助了解電離層不規則期的波動。過去台灣曾發射過一次立方衛星,是民國106年國立成功大學參與歐盟QB50計畫製作的「鳳凰立方衛星」,但當時計畫內容需經國外團隊統一協調,缺乏自主性。而飛鼠號的任務目標、科學儀器等都是由團隊自主決策與研發。張起維表示,全自主是台灣科學界的首次嘗試,不管對後續學術研究,亦或是學生的系統工程教育來說,都是很寶貴的資源。 圖為衛星通訊測試,計畫共同主持人張起維表示,雖然測試無法得知真實的飛行狀況,但可透過不斷地分析來模擬。 圖/國立中央大學太空科學科技中心提供「對我們來說,第一次體驗也讓我們很驚訝,光是要做整合工作就很困難。」張起維闡述,衛星發展為系統工程,最困難的步驟是整合許多不同的次系統,如科學酬載(註)、通訊、飛行電腦等。「不管是我個人開發飛行電腦來說,或對於團隊皆是第一次,在實際做出來前根本不知道哪裡可能會出問題。」中大大氣科學學系太空組學生邱冠博回憶與廠商確認製造時的猶豫。註:科學酬載指的是飛行物體在空中飛行時所負荷之重量,除了維持運作基本系統外,其餘荷重稱為酬載。 飛鼠號預計於12月送往美國佛羅里達州,由SpaceX獵鷹9號運載火箭(Falcon 9)以共乘的方式升空。 圖/國立中央大學太空科學科技中心提供非團隊成員、中大大氣系太空組學生劉賢陽說明,衛星電腦的軟、硬體分別需要資工與電機專業,衛星本體的散熱與機構則仰賴機械專長。然團隊成員主要是太空科學背景,他觀察說:「團隊付出的是好幾個夜晚的加班,不過看到有參與計畫的室友還挺快樂的。」團隊進一步表示,飛鼠號升空,不僅可排除電離層對通訊的影響,且對台灣科學界來說,這次經驗是一個取得「Know How」的過程,更是重要的里程碑。 飛鼠號為系統工程,由許多項目的次系統整合而成,團隊表示,整合過程會突然出現許多預期外的問題。 圖/國立中央大學太空科學科技中心提供
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