成大自制衛星登上太空　在400公里高度軌道與地面通聯

▲成功大學自制衛星登上太空。（圖／翻攝自成功大學官網，下同）

社會中心／綜合報導

成功大學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計劃，自主發展2公斤等級之鳳凰(PHOENIX)立方衛星，藉由聯合發射聯盟(ULA)擎天神五號(Altas V)運載火箭在4月18日發射運送至國際太空站，於5月17日由國際太空站進行布放至400公里高度的軌道，併成功於地面站完成與鳳凰立方衛星通聯。

鳳凰(PHOENIX)立方衛星是成大繼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後，另一項航太科技的重大創舉，也爲臺灣航太技術發展締造新的里程碑。

鳳凰立方衛星爲成功大學團隊所自行設計開發的兩公斤級立方衛星，長寬分別爲10公分、高度爲20公分。此一衛星搭載離子／中性粒子質譜儀作爲主要酬載，也搭配成功大學自行發展的太陽紫外線感測器以量測太陽紫外線活動。

此計劃的指導教授爲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的發展，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；還有來自臺灣、法國、德國、印尼、馬來西亞、越南、秘魯與瓜地馬拉的20幾位博碩士學生公同參與鳳凰立方衛星計劃。

鳳凰立方衛星的發展對於科學研究創新、跨領域技術發展、系統人才培育、乃至國際化呈現均有相當效益；值得一提的是，參與鳳凰立方衛星計劃的部分學生現在已成立新創公司，期望爲航太產業的發展持續努力。

QB50計劃爲歐盟FP7計劃之一，此計劃主要擬於全球布放近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計劃由比利時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個不同國家近50所大學及研究機構參與此一跨國計劃。

此次由國際太空站布放之立方衛星計有28枚，除臺灣成功大學1枚，還有澳洲3枚、南非2枚、中國3枚、德國1枚、西班牙1枚、芬蘭1枚、法國2枚、希臘2枚、以色列1枚、南韓3枚、瑞典1枚、土耳其2枚、烏克蘭1枚與美國3枚。

QB50計劃是爲了進行多點現地量測以建立較精確之變溫層模式，由於高度介於200至400公里之中的低變溫層，不易進行現地觀測：一般飛機無法到達此一高度，人造衛星或探空火箭也僅能短暫穿越，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，如果利用一羣立方衛星進行觀測則所得到資料於空間與時間的分佈，將可以提供大氣與太空建模所需。

QB50計劃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的量測：分別爲離子/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)。

此些儀器所量測的離子、中性粒子、電子、氧原子、溫度等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的研究。除了科學研究之外，QB50計劃亦具有技術發展、太空任務執行與教育目的。

立方衛星泛指重量爲一公斤左右且外型爲長寬高各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爲學術界、科研界與產業界採用。立方衛星的發展在過去十年確實已改變太空科技的生態；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。