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衛星酬載

107/04/16 4548

黃正中｜國家太空中心

我國的酬載

福爾摩沙一號衛星是科學衛星，太空中心在規畫任務初期，公開向國內學者徵求提案，最後甄選出的太空實驗，海洋水色照相儀 (Ocean Color Image, OCI)、電離層電漿電動效應儀 (Ionospheric Plasma and Electrodynamics Instrument, IPEI)和通訊實驗酬載 (Experimental Communication Payload, ECP)等。

福爾摩沙二號衛星計畫以及五號衛星計畫的主要任務是執行遙測，衛星上搭載光學照相酬載，所不同的是五號計畫的照相機完全由國人研發。福衛二號科學實驗酬載選擇成功大學所提出的「高空大氣閃電影像儀」計畫入選，可以太空觀察中高層大氣放電，暱稱為「紅色精靈」科學酬載。福爾摩沙五號衛星則採用中央大學團隊研發全球最輕、最小、取樣率最高的「太空魔方」先進電離層探測儀，未來除了偵測太空氣候之外，也可以進行太空天氣與地震前兆的科學研究與防災實驗。藉著太空計畫，太空中心提供了國內科學家們，可以在國際上與世界各國的學者進行太空實驗交流。

太空魔方－福衛五號科學酬載「先進電離層探測儀」(圖片來源：國家實驗研究院)

世界各國的酬載

國際上衛星所搭載的酬載或設備，可以說五花八門，以下僅挑選幾項近年來有趣的酬載進行介紹。

由於在國際太空站，微重力的狀態下，太空人長期工作免疫反應會減弱，由美國史丹佛大學，為美國太空總署研發的「大腸桿菌抗菌衛星任務（E. coli AntiMicrobial Satellite (EcAMSat) mission）」，將調查大腸桿菌在太空微重力下如何對抗生素產生的抗藥性。實驗的結果將有助於在未來規劃太空任務中，提出有效的對策，保護長時間持續執行太空飛行任務的太空人健康。

EcAMSat衛星 (圖片來源：NASA)

另外還有一個有趣的太空實驗，由於探索太空需要攜帶大量的燃料，才能進行遠距離的太空旅行，所費不貲。

科學家們為瞭解決這樣的困境，他們從風箏的飛行得到靈感，仿效「海上風帆」藉由風力這種外在動力，達到在太空自由活動的想法。有個風帆立方衛星（CNUSail Cubesat）」的太空計畫，衛星將利用來自太陽的輻射光壓(solar radiation pressure)當作主要的驅動力，當火箭抵達太空以後，將在太空中展開「太陽帆」，「太陽帆」是以超薄的薄膜材料所構成，利用控制衛星「太陽帆」與「太陽輻射光壓」的夾角，進行變換衛星軌道高度的實驗。

奈米衛星張開太陽帆 (圖片來源：http://space.skyrocket.de/doc_sdat/cnusail-1.htm)

在太陽系，天文學家已經發現了約 127 萬顆小行星，其中某些小行星含有水或水合礦物的元素，可以成為人類在太空生存的補給站。以火星探險計畫為例，未來太空旅行時，這些小行星可以成為太空旅行中途的「加水站」，提供太空旅行所需的補給品。這家公司看到了商機，他們開始為太空船或衛星探勘，瞭解太空中哪些小行星可以做為未來太空船中途的供應站。或是探勘有哪些小行星上是由在地球上日益稀少的礦產，例如鉑金、鈀、銥等貴重金屬所組成，因而創造了這個價值數十億美元的行業。

因此美國行星資源公司（Planetary Resources），提出太空資源衛星，代號 Arkyd 6A 的立方衛星，偵測小行星的礦產以及水的含量，瞄準地球特定區域探勘測試實驗。

Arkyd 6A奈米衛星 (圖片來源：planetaryresource )

（本文由科技部「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿）

責任編輯：張志立／國家太空中心、傅麗玉／國立清華大學

審校：品保組型管小組／國家太空中心

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