探空火箭5號 最快年底升空
2005/11/20
台灣積極推動國家衛星計畫與探空火箭計畫,在1999年初發射升空的華衛一號,所完成的電離層研究成果,將列為國際電離層研究模式,大大提升台灣在國際太空研究的地位。 由國科會與聯合報、公共電視、科學人雜誌、中廣公司、News98合辦、中央大學理學院科學教育中心承辦的「2005展望演講秋季系列—物理光耀世界,紀念1905物理奇蹟年的100周年(Ⅱ)」,第二場演講由中央大學太空科學研究所教授朱延祥主講「火箭.衛星.電離層」。 電離層擾動 通訊不良 朱延祥表示,電離層分布在離地60至800公里處太空中,與約6400公里的地球半徑相比,電離層僅是鄰近地表極薄的一層氣層,但電離層中的自由電子,卻能持久影響無線電波傳播,尤其會反射高頻電波(即短波),影響地面與人造衛星通訊;因此人造衛星通訊,必須使用高於短波的電磁波頻率,例如100MHz以上的電磁波,才能讓太空研究順利進行。 朱延祥指出,太陽表面活躍區會放射出平均每秒400公里風速的太陽風,高速的太陽風將太陽磁場帶離太陽,與地球磁層相互作用,讓大氣中的氣體粒子,受太陽輻射裡X射線與紫外線照射,游離出最外層的電子,產生自由電子與帶正電的離子,因地球高層大氣中的自由電子與氧原子離子的結合反應極慢,自由電子長久存在形成電離層。 電離層因太陽活動而產生,所以太陽表面的活躍性,也會導致電離層變化;太陽表面的活躍性,每11年為1周期,稱為「太陽活動周期」,當太陽活動周期發生時,太陽黑子數會逐漸增加到高峰再開始下降,這時也是地球電離層擾動最劇烈之際,各種通訊都會受到嚴重干擾,甚至造成人造衛星追蹤失效。 朱延祥說,我國近年來積極推動的國家衛星計畫與探空火箭計畫,均以電離層研究為重要目的。1999年發射升空的中華衛星一號,即裝載了電離層電漿電動儀,並量測出全球電離層離子濃度分布,這項研究成果,有助於提升地面與人造衛星之間的通訊,明年更將被列為國際電離層研究的重要模式。 福衛三號 預定明年升空 去年5月發射升空的中華衛星二號(現改名為福爾摩莎衛星二號),除可由我國自主遙測拍攝地球表面,供各國國土規劃、災害防治、生態保育、環境研究之外,在電離層研究上,更領先全球首度拍攝到紅色精靈、藍色噴流現象等高空閃電與電離層的交互作用。 預定明年3月發射升空的福爾摩莎衛星三號,由6顆微衛星組成「COSMIC」衛星系統,裝載小型電離層光度計、GPS接收機及三頻標識訊號發射天線,將以精確研究電離層電子含量沿水平方向的變化、電離層斷層掃描、觀測極光橢圓圈位置、偵測大尺度電離層不規則體,並研究太空氣象對電離層的影響等為重要科學任務。 朱延祥說,從1998年至2004年,我國已發射4枚探空火箭,並利用中山科學研究院自製的TMA(三甲基鋁化合物)酬載,成功探測台灣上空電離層中,氧原子激發態所輻射出的綠色輝光,創下以高解析度相機拍攝實驗過程的全球首例,此外也發現在105公里高空,出現高達每秒170公尺以上的風速。 預定今年底至明年初發射的探空火箭五號,更是國內首度自行設計鼻錐罩開啟機制,將酬載電離層離子探測器、姿態計、GPS接收機、加速儀,預定測量離地80至260公里間太空環境的離子溫度與密度。 朱延祥說,行政院已通過從2004年至2019年的15年間,每年發射1枚探空火箭,繼續投入電離層的太空科學研究;2018年前也將發射福衛四號甚至五號,繼續研究高空電離層,並擴展我國衛星遙測任務。