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）

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。

▼福衛七號將在台北時間25日升空，接棒在太空服役已逾13年的福衛三號。（圖／中央社）

（封面圖／中央社）

「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）

▲福衛五號搭載先進電離層探測儀「太空魔方」，為地震前兆觀測帶來一線曙光。（圖／維基百科）

福爾摩沙衛星五號(福衛五號)是台灣首枚自主發展的高解析度光學遙測衛星，去年順利升空，經調校後順利解決影像模糊的問題，現已達到「黑白3公尺、彩色5公尺」的解析度，搭載先進電離層探測儀「太空魔方」，為地震前兆觀測帶來一線曙光。

台灣第一枚自主研發衛星福衛五號搭載先進電離層探測儀「太空魔方」，能收集電離層相關資料，除了離子濃度外，太空科學研究所教授劉正彥表示，太空魔方還可量測離子溫度及離子速度，當時發現震央上方有強大的垂直向上離子流，透過分析離子速度，推斷應是東向電場與地球磁場交互作用造成，由於並無其他東向電場成因，很可能是大地震來臨前的孕震電場。

▲太空魔方－福衛五號科學酬載「先進電離層探測儀」。（圖／國家實驗研究院）

中央大學太空科學研究所教授劉正彥的研究團隊利用全球5183個GPS接收站建構全球電離層圖，可觀測全球電離層全電子含量，在日前大阪的芮氏規模6.1強震前3到4天觀測到全電子含量異常增加狀況，同時，福五也觀測到震央上空的電離層離子濃度異常增加。

劉正彥表示，福五觀測到的資料精確度目前在全世界可說是數一數二，在這次大阪地震及去年兩伊地震前都準確偵測到異常，對於解開造成地震前兆的物理機制與謎團，可說是「透出曙光」。

不過，劉正彥認為今年花蓮大地震前，所觀測到資料就不如大阪及兩伊地震來得明確，仍有不確定性。他強調，預測地震須要可靠前兆，找出可靠前兆須仰賴詳細、忠實、負責的科學研究，「還有很多東西要去釐清」。

劉正彥帶領團隊投入地震前兆研究，他說，就像天氣預測需要溫度、水氣、壓力等數據，找出可靠地震前兆也需要全球高時空解析度的電漿資訊，福五雖帶來很大幫助，但資料量仍有限，期待預計今年下半年發射的福衛七號可以帶來更大進展。

福五拍攝的影像到今年六月已經累積超過6000組，包括去年十一月底「印尼度假勝地峇里島阿貢火山」噴發後的災情監測、去年十二月「美國南加州文圖拉郡」爆發野火後的災區影像，也有隸屬伊朗的巴拿馬籍油輪「桑吉號」於今年一月沉船後，油污在東海擴散的情形。中心表示，今年九月還會進行一次影像調校工作，解析度有望再突破的。

福五原始設計目標影像解析度是黑白2公尺、彩色4公尺，目前已達黑白3公尺、彩色5公尺的解析度，希望能繼續突破，今年三月知名法國衛星圖像經銷商「Spot Image」對福衛五號彩色影像深感興趣。

台灣影像還原技術在這次過程中也受到肯定，加拿大遙測軟體公司PCI曾想協助改善影像，但做不到台灣團隊的還原程度，稱讚台灣團隊很聰明。