成大迷你鳳凰衛星 400公里高度軌道成功通聯
2017.05.23
成大自主發展鳳凰(PHOENIX)立方衛星，由國際太空站進行佈放至 400 公里高度軌道，並成功於地面站完成通聯。 圖 : 成功大學/提供
成功大學今 (23) 日發布新聞稿指出，成大電機工程學系與航空太空工程學系團隊參與歐盟主辦之 QB50 計畫，自主發展兩公斤等級之鳳凰(PHOENIX)立方衛星， 2017 年 4 月 18 日藉由聯合發射聯盟(ULA)擎天神五號(Altas V)運載火箭發射運送至國際太空站，於 5 月 17 日由國際太空站進行佈放至 400 公里高度之軌道，並成功於地面站完成與鳳凰立方衛星通聯。
鳳凰(PHOENIX)立方衛星是成功大學繼 2015 年 10 月成功發射自主開發 1000 公斤級推力的「成大Ⅲ型混合火箭」，完成太空技術與科學酬載實驗與測試任務之後，另一項航太科技的重大創舉，也為台灣航太技術發展締造新的里程碑。
鳳凰立方衛星為成功大學團隊所自行設計開發之兩公斤級立方衛星，長寬分別為 10 公分、高度為 20 公分。此一衛星搭載離子/中性粒子質譜儀作為主要酬載，也搭配成功大學自行發展之太陽紫外線感測器以量測太陽紫外線之活動。
成功大學鳳凰立方衛星之發展，是由一群老師與學生組成之跨國團隊執行。此一計畫之指導教授為電機系莊智清教授與航太系苗君易教授。另外，電漿所陳炳志教授協助太陽紫外線感測器之發展，航太系鄭泗滄教授與趙怡欽教授支援許多測試有關之事宜。計有 20 幾位博碩士學生參與此一鳳凰立方衛星計畫。學生來自台灣、法國、德國、印尼、馬來西亞、越南、秘魯與瓜地馬拉，成功大學鳳凰立方衛星團隊是名符其實一枝跨國團隊。
QB50 計畫為歐盟 FP7 計畫之一項科研項目，此一計畫主要擬於全球佈放近 50 枚立方衛星，以進行中低變溫層(mid-lower thermosphere)多點(multi-point)、現地(in-situ)量測與進行重返大氣層(re-entry)之研究。 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。
此次由國際太空站佈放之立方衛星計有 28 枚，除台灣成功大學一枚，還有澳洲三枚、南非兩枚、中國三枚、德國一枚、西班牙一枚、芬蘭一枚、法國兩枚、希臘兩枚、以色列一枚、南韓三枚、瑞典一枚、土耳其兩枚、烏克蘭一枚與美國三枚。
QB50 計畫之科學創新，係為進行多點現地量測以建立較精確之變溫層模式。一般研究地球科學習慣將大氣科學與太空科學分開探討，但處於大氣與太空間之中低變溫層對於大氣與太空物理間之耦合扮演關鍵角色。由於高度介於 200 至 400 公里之中低變溫層，不易進行現地觀測：一般飛機無法到達此一高度，又人造衛星或探空火箭僅能短暫穿越。
至於應用地面雷達或低軌道衛星一般僅利用遙測方式觀測。而立方衛星則具有低成本之優點，故若停留此一高度一段時間進行現地觀測，雖最終衛星將墜毀但已具相當之性價比，如果利用一群立方衛星進行觀測則所得到資料於空間與時間之分佈，將可以提供大氣與太空建模所需。
QB50 計畫應用三項科學儀器進行中低變溫層氣體分子成分與電氣特性之量測：分別為離子/中性粒子質譜儀(ion/neutral mass spectrometer, INMS)、通量偵測儀(Flux Probe Experiment, FIPEX)、多探頭蘭摩爾探測儀(multi needle Langmuir probe. mNLP)。
此些儀器所量測之離子、中性粒子、電子、氧原子、溫度等之物理量可增進人們對於熱氣層物理現象的理解，包含地球大氣層與太陽輻射間的關聯性，所獲得的全球分佈資訊，可進而強化預測模型，有利於地球暖化、大氣科學、太空天氣、高超音速飛行、太空旅行乃至於衛星殘骸軌道估測之研究。除了科學研究之外， QB50 計畫亦具有技術發展、太空任務執行與教育之目的。
標準之立方衛星，泛指重量為一公斤左右且外型為長寬高各 10 公分之立方體形狀之衛星。此一標準於 2000 年左右被提出後已廣泛為學術界、科研界與產業界採用。立方衛星之發展在過去十年確實已改變太空科技之生態。於 2013 年開始，全世界每年發射之衛星均高達百枚以上，而立方衛星佔相當比例。
成大鳳凰立方衛星研發團隊合影。成大自主發展鳳凰(PHOENIX)立方衛星，由國際太空站進行佈放至 400 公里高度軌道，並成功於地面站完成通聯。 圖 : 成功大學/提供
成大自主發展鳳凰(PHOENIX)立方衛星，由國際太空站進行佈放至 400 公里高度軌道，並成功於地面站完成通聯。 圖 : 成功大學/提供
成大鳳凰立方衛星研發團隊合影。成大自主發展鳳凰(PHOENIX)立方衛星，由國際太空站進行佈放至 400 公里高度軌道，並成功於地面站完成通聯。 圖 : 成功大學/提供
