參與國際太空站佈放立方衛星 成大「鳳凰」運轉滿周年

上報快訊/趙翊妏 2018年05月16日 13:44:00

成功大學參與歐盟主辦的跨國QB50計畫自主發展鳳凰立方衛星。(圖片取自成功大學)

成功大學參與歐盟主辦之跨國QB50計畫自主發展鳳凰立方衛星,是台灣第一枚成功發射與運作的立方衛星,自去年5月由國際太空站釋放至今已成功運作1周年。

 

QB50計畫共釋放36枚立方衛星,成大15日指出,鳳凰立方衛星是少數仍正常運作之一,在10個搭載相同「離子/中性粒子質譜儀」的QB50立方衛星中,鳳凰立方衛星是目前為止,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。

 

鳳凰立方衛星是成大電機系莊智清教授與航太系教授苗君易教授,帶領團隊費時4年自主發展的2公斤等級的衛星。它長度10公分,高度20公分,搭載「離子/中性粒子質譜儀」外,還有成大自主研發的「太陽極紫外光探針」。

 

鳳凰立方衛星過去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),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。

 

成大教授帶領團隊費時4年自主發展2公斤等級的衛星。(圖片取自成功大學)

 

莊智清指出,鳳凰立方衛星的表現之所以優於其他國家的立方衛星,是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。例如,某一元件異常或出狀況,可能是哪些原因造成,再針對不同的原因提出不同的因應方式與策略等。

 

團隊成員之一碩二生洪銘陽說,鳳凰立方衛星每天繞台灣上空3到4次,不分平日、假日或是白天與晚上,每次通訊時間約10分鐘,雖有自主發展之自動通訊程式協助,但關鍵的通訊仍需操作人員在一旁監控,同時每天也需要在下次的衛星通訊前,安排規劃下次所需要傳送給衛星的指令。

 

洪銘陽提到,操作人員要避免衛星經過南大西洋異常區收集資料,並且安排衛星經過其他地面站 (英國、澳洲、美國等)上空時,將資料傳送給他們, 再加上將各地收集資料彙整並寄送給科學研究單位的日常工作,「總結來說需投入的時間與精力是每日持續、全年無休的。」

 

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。團隊利用衛星下傳之姿態感測元件資料估測轉速情況,地面的姿態模擬系統對於降滾提供一定的幫助,過程雖然神經高度緊繃,但也收集到許多寶貴的觀測資料與操作經驗,充滿挑戰又非常有成就感。

 

研究學生說,鳳凰立方衛星需投入的時間與精力是每日持續、全年無休的。(圖片取自成功大學)

 

鳳凰立方衛星在2017年5月17日由國際太空站進行佈放至400公里高度之軌道。QB50計畫由比利時之馮卡門學院流體力學研究所(von Karman Institute for Fluid Dynamics, VKI)主持,來自五大洲、16個不同國家之近50所大學及研究機構參與此一跨國計畫。

 

由國際太空站佈放之立方衛星計有28枚,由印度火箭發射的衛星8枚。分別是台灣成功大學1枚,還有澳洲3枚、南非2枚、中國4枚、德國2枚、西班牙1枚、捷克1枚、芬蘭1枚、英國2枚、法國2枚、奧地利1枚、義大利1枚、希臘2枚、以色列1枚、南韓3枚、瑞典1枚、土耳其2枚、立陶宛1枚、烏克蘭1枚與美國4枚。(中國發射全球首顆霧霾偵測衛星

 

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