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福七帶太空產業夢想起飛!MIT靠這優點再發光

2019/06/24 11:07 中央社
福七帶太空產業夢想起飛!MIT靠這優點再發光

福衛七號蓄勢待發,不僅使用全程參與台灣衛星計畫的本土品牌天線元件,更首度使用完全由台灣自主研發的衛星操控系統。25日順利升空後,將正式開創台灣太空產業新契機。

 

福爾摩沙衛星五號是台灣第一枚設計、組裝到測試皆由國人自主發展的高解析度遙測衛星,它的成功發射,是台灣太空發展史的重要里程碑。在福衛五號成功的基礎上,進一步提升本土太空技術能力,建立國內太空產業鏈,是台灣下一階段太空發展的戰略目標。

 

福衛七號將於台北時間6月25日發射升空,是台灣與美國雙邊最大型的科技合作計畫,計畫主持人朱崇惠說,當時有跟製造衛星本體英國廠商(SSTL)要求,多採購台灣生產元件,像測試設備部分跟漢翔合作,衛星天線則是由芳興科技製造,「是唯一跟著福七上太空的國內元件」。

 

▼福衛七號蓄勢待發,將使用全程參與台灣衛星計畫的本土品牌天線元件,材料、製程也都經過嚴格認證。(圖/中央社)

 

隱身在汐止工業區內,工廠門面與週遭環境毫不起眼,但芳興科技(勝利微波)卻從1995年承製福衛一號天線開始,24年來在台灣所有衛星計畫中拿下「全勤」紀錄,無役不與。

 

2016年勝利微波被併入芳興科技,現任芳興科技專案管理部協理干明均強調,衛星天線是要上太空的,環境檢測也非常重要,以福五、福七為例,露出在衛星外面的天線,要能承受正負100度至110度的高低溫,也要能承受上太空的劇烈搖晃,非常講究天線品質的穩定性及可靠性,因此從領料開始就一步步把關,每個測試都要有人簽名負責,並覆核檢查。

 

勝利微波資深員工、現任芳興科技研發工程部副總經理朱晉儀表示,衛星不僅造價高,上了太空出問題也很難修復,因此所有的零配件都很重要,光是材料選用、製程認證費用就是一筆大數目;幸好第一次承作福衛一號天線時,有政府支持、國外顧問公司指導,並提供很多可靠度參數,減少本土企業的學習時間。

 

干明均也說,有上過太空的實戰經驗,等同拿到「燙金」的保證,雖然芳興科技公司規模不大,卻是台灣的隱形冠軍,目前除了韓國、新加坡、阿拉伯大公國已採購芳興科技天線產品外,連烏克蘭也來電詢問。

 

不僅有老將也有新兵,國家太空中心向國外購買的衛星操控軟體,每次因應新的衛星任務,只要稍微調整軟體,都必須付昂貴的專利費給國外開發商,福衛七號將首度使用由台灣自主研發的衛星操控系統,擺脫處處受制於人的困境。


▼獵鷹重型火箭已直立在SLC39A發射台,福衛七號發射倒數計時。(圖/取自國家太空中心 NSPO臉書

 

中鼎集團新鼎系統公司協理范銘雄表示,雖然福衛五號子系統採用由台灣本土團隊研發的衛星操控軟體系統,並成功運作,但主系統仍沿用外國的操控軟體。為培養本土的衛星產業供應鏈,太空中心特別與新鼎共同研發衛星操控軟體系統,由太空中心提供衛星操控的實際經驗,由新鼎轉換成系統程式。

 

他強調,藉由多年的多重衛星任務操作技術與經驗,這個純國內廠商自主研發的地面衛星操控軟體系統,主要是負責衛星地面站的操控系統,以及衛星排程系統,可降低對國外系統的依賴,並提升國內軟體工程於衛星操控領域的技術能力。

 

范銘雄指出,因為不是經由國外軟體開發商技轉,而是由「使用者」提供操作經驗,再由新鼎著手寫成控制系統程式,開發過程需要不斷的摸索、磨合,但只要這次福衛七號升空後,主系統能夠成功採用台灣自主研發的軟體運作,即代表台灣的衛星操控軟體成功跨入衛星產業。

 

芳興科技總經理李袗華認為,貝佐斯、馬斯克等企業大亨很早看到太空技術的發展潛力,因此BlueOrigin、SpaceX等太空公司應運而生,加上未來5G發展也要靠衛星,台灣太空產業打入國際市場勢在必行。她說,「機會已經來了,但要提早布局」。

 

不過,李袗華也提出中小規模企業經營的困境,她說,台灣衛星發射間隔2年至11年不等,廠商空有技術卻沒有舞台發揮,無法帶動產業發展,也難推動台灣太空技術「產業化」,更無法吸引更多優質人才投入。

 

▼福衛七號25日即將發射,未來不只能幫地球量體溫,還能一併量測濕度、壓力、電子密度等物理參數,預測颱風路徑的準確度更可提升10%。(圖/中央社)

 

朱晉儀也說,當年從台大電機系畢業,騎著摩拖車七彎八拐找到到勝利微波公司面試時,還曾一度想「真的要去這公司上班嗎?」卻因為太喜歡「高難度的工作」,至今仍留在公司為微波傳訊努力,「同學公司的平均薪資都已經不知道是我的幾倍」。

 

在國家太空中心主導下,產學研界已成立「台灣太空產業發展協會」,徵召產學研界共同參與第三期太空計畫。李袗華表示,台灣製造「物美價廉」,組成產業協會參展是要讓其他國家知道台灣不只是製造零件,還可以組裝、測試,提供整個系統的解決方案,目前芳興科技也已可以承作整個地面站的完整規劃及建造。

 

行政院已核定太空科技長程發展計畫,自2019年起至2028年止10年間,將投入251億元,結合產學界能量,自主開發10顆衛星,打造台灣太空產業國家隊。

 

(封面圖/中央社)

 

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接棒福衛三號!福衛七號明升空藏7大科學奧秘

福衛七號即將在台北時間25日升空,接棒在太空服役已逾13年的福衛三號,未來不只能幫地球量體溫、還能一併量測濕度、壓力、電子密度等物理參數,預測颱風路徑的準確度更可提升10%,功能將更強大。

 

▼政府將太空科技訂為未來10年的重點發展項目,每年至少發射一顆衛星,太空中心中生代員工希望台灣太空科技發展能超歐趕美,人才是其中的關鍵。(圖/中央社)

政府將太空科技訂為未來10年的重點發展項目,每年至少發射一顆衛星,太空中心中生代員工希望台灣太空科技發展能超歐趕美,人才是其中的關鍵。(太空中心提供)中央社記者劉麗榮傳真 108年6月23日

 

福衛七號藏有深層的科學奧秘,有七大關鍵可以掌握其中玄機。

 

一、什麼是掩星技術


「掩星技術」最初使用在1965年火星的探測上,其後也應用於其他如金星、月球等大氣層探測。

 

由於大氣層下厚上薄,就像插入水杯的筷子會發生折射現象一樣,光進入大氣層後也會偏折,而「掩星技術」就是透過分析光的偏折來推估大氣密度,反推出地球上空的溫度、氣壓、濕度或電子密度等數據。

 

福爾摩沙衛星三號(福衛三號)與七號是目前全世界唯二利用「掩星技術」進行觀測的衛星星系,可以蒐集到從地面垂直向上、離地面60公里高空之間,每100公尺的溫度、壓力和水氣資料。

 

二、福衛七號的科學酬載


福衛七號有2.0版的「太空中最精準的溫度計」之稱,主要酬載是無線電掩星接收儀,能接收全球定位衛星發射的電磁波訊號。

 

此外,福衛七號也搭載離子速度儀與無線電射頻信標儀兩項酬載,其中離子速度儀的主要功能是量測現場的離子密度、速度與溫度;而無線電射頻信標儀是用來量測電離層閃爍,進而得到電離層異常區的分布。

 

三、福衛七號為何是6顆


氣象衛星顆數越多,所獲取的全球大氣資料就越多、越均勻,有助於提升氣象預報的準確性;然而衛星計畫需考量預算、研製時程、資料數、資料均勻度以及衛星星系部署時程等,經由擇優分析,福衛七號最後選擇6顆作為星系的衛星數。

 

從2010年台美雙方簽署合作協定開始,福衛七號計畫耗費近10年時間,總經費約新台幣32億元。

 

四、為何福衛五號軌道高度是720公里,福衛七號卻是550公里?


台灣第一顆自主研發的福衛五號是光學遙測衛星,選擇720公里太陽同步軌道,就是衛星的軌道面永遠以相同的角度面對太陽,衛星每次都是在相同的時間經過地球同一地點的上空,因此可以達成兩日再訪的目標。

 

福衛七號的目標是搜集均勻分布在中低緯度的大氣資料,完成軌道部署後,6枚衛星會分別分布在6個軌道面上,搭配GPS和GLONASS可蒐集南北緯50度內的掩星資料,每日提供約4000筆資料,其任務軌道在500至850公里之間可達成任務目標。

 

五、為何福衛五號在加州發射、福衛七號卻在佛州發射?


福衛五號由美國西岸加州的范登堡空軍基地向南偏西發射,可以達到98.28度的軌道傾角;而福衛七號由美國東岸佛州的甘迺迪太空中心向東偏南發射,可以達到24度的軌道傾角,且第一節火箭(如果不回收的話)不會危及附近居民人身安全,福衛七號預計運作壽命5年。

 

另外,執行這次發射任務的獵鷹重型火箭,將同時搭載24顆衛星奔向太空,在3個不同軌道分批釋出,也是美國空軍首次利用獵鷹重型火箭發射衛星,成為全球矚目焦點。

 

六、福衛七號需要19個月部署星系


福衛七號搭乘獵鷹重型號(Falcon Heavy)火箭發射升空後,將衛星群停留在不同高度但相同軌道面運行,計畫發射高度為離地520至550公里,發射後軌道面總共展開300度,但每天與任務軌道的偏轉角度僅0.66度,預計全部布建完成需時19個月。

 

雖然需要一年多的時間進行「佈軌任務」,福衛七號6顆微衛星才能順利、準時「各就各位」平均分配到地球的6個軌道面,將以傾角24度環繞軌道,然而它們在部署期間仍然可以量測以獲得所需的大氣資料。

 

七、福衛三號


福衛三號在2006年4月15日發射升空,任務壽命2年、設計壽命5年,已服役逾13年,福衛三號過去一天能蒐集到2500筆數據,但因電池失效,目前只剩下不到500筆。

 

不過,福衛三號可以收集地表量測沒辦法做到,或是如太平洋等海洋中央、極區等無法設立很多氣象站的地方,透過福衛三號資料,就能彌補這部分缺漏。

 

迄今福衛三號已蒐集超過1000萬筆氣象資料,免費提供給全球83個國家地區、3000名以上專家學者,進行氣象預報、氣候變遷、太空天氣和其他相關的科學研究,可以說是台灣的國民外交功臣之一。

 

(封面圖/中央社)

 

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「媽,我上衛星影像圖了!」科技部與太空中心近日再度推出空拍活動,由彰化高商、雲林正心中學兩校學生為即將升空的福衛七號排字祝福,福衛五號也成功從720公里高空取像。

 

由於福衛五號必須在晴朗無雲的天氣才能順利取像,恰好碰上天公作美,參與同學都興奮地表示「能讓衛星拍照真是難得的經驗」。

 

▼1350名彰化高商學生繞著白色大型帆布「FS7」字樣排列,並由福衛五號飛越台灣上空時取像。(圖/中央社)

 

科技部昨晚間透過新聞稿指出,1350名彰化高商學生繞著白色大型帆布「FS7」(FORMOSAT-7福衛七號英文縮寫)字樣排列,900名雲林正心中學同學則頂著白色運動服,除繞著FS7字樣外,更加強7的部分,由福衛五號上午11時1分飛越台灣上空時取像。

 

科技部說,福衛七號已於今年4月16日運抵美國佛羅里達州甘迺迪太空中心,預計台灣時間6月25日由太空探索科技公司SpaceX的獵鷹重型火箭搭載發射升空。

 

▼彰化及雲林學生排字「FS7」,祝福福爾摩沙衛星七號能順利發射,福衛五號透過空照記錄這難得一刻。(圖/中央社)

 

國研院太空中心利用福爾摩沙衛星五號每兩日再訪台灣的特性,推出大型「空拍」活動,號召群眾在地面排列福衛七號「FS7」縮寫字樣,今天成功從720公里高空取像。

 

科技部期待這場串連北中南的特別「空拍」活動,能促使更多民眾關注福衛七號升空的科學盛事,也期許福衛七號發射後提供的氣象資料,能有效提高台灣及全世界氣象預報及劇烈天氣預測的準確度。

 

(封面圖/中央社)

 

 

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關鍵字: 福七太空產業MIT
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