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福衛五號科學酬載「太空魔方」奏效 成功偵測到地震前兆

CES專欄
張貼人:網站管理員公告日期:2018-01-25

2018-01-25

福衛五號科學酬載「太空魔方」奏效 成功偵測到地震前兆

文/太空所、秘書室
中大團隊展示福衛五號科學酬載「太空魔方-先進電離層探測儀」接受的科學成果,離地表750公里高精確的電漿離子濃度。照片左起中央大學太空所劉正彥
中大團隊展示福衛五號科學酬載「太空魔方-先進電離層探測儀」接受的科學成果,離地表750公里高精確的電漿離子濃度。照片左起中央大學太空所劉正彥講座教授、中央大學周景揚校長、太空所趙吉光所長。鄭凱倫攝

搭載著中央大學自製研發「先進電離層探測儀」之福爾摩沙衛星五號於去年8月25日順利發射升空,兩週後完成首次在軌開機,順利取得第一筆科學資料。在國家實驗研究院太空中心的協助下,完成在軌測試與各種功能驗證,確定「太空魔方」可獲得高精確的電漿參數資料;並成功偵測到2017年11月12日伊拉克芮式規模7.3電離層地震異常前兆,開啟我國太空科學探索的新里程。

廿年研究基礎 將「先進電離層探測儀」推上太空

由中央大學太空科學研究所團隊累積20年電離層研究基礎,成功打造出世界最小的多功能「先進電離層探測儀」,它的探測器為10公分邊長的立方體,重量不到900公克,外表像魔術方塊而命名為「太空魔方」。可量測離子濃度、離子速度、離子溫度、電子溫度等。輕巧、多元的設計,大幅減輕科學酬載的重量及耗能,對於太空元件來說極為重要。這回成功奏效,一舉將台灣的科學酬載,從探空火箭級,躍上「衛星級」!

孕育出「太空魔方」的中央大學太空所趙吉光所長分享這一路走來的心路歷程,過程完全帶領學生自製,能否通過嚴格考驗,備受煎熬。去年9月7日在軌開機當天,曝露在太空中的探測器,溫度低到攝氏負二十度,心情非常緊張,計畫團隊五年多的心血就等這一刻,深夜下載第一筆科學資料,看到一切結果都正常,心中的大石終於底定,總算不負眾望。

趙吉光說,依照在軌測試的結論,以最佳觀測模式進行例行觀測。去年11-12月之間,共執行1,000小時的觀測任務。目前福衛五號每兩天可合成一張全球電離層電漿參數分布圖,有效地監控全球電離層的變異性;相較以往的資料需要兩到三個月,效率可說是大大提升,有助於太空天氣與電離層地震前兆研究的重要觀測指標。

如虎添翼 有助太空天氣與地震前兆觀測

就太空天氣而言,中央大學太空所劉正彥講座教授根據最新兩週接收到的電漿濃度資料分析,顯示飄移引起之「中緯度電漿鋒」,穿越赤道中性風造成的「電漿匱乏灣」,大氣層對流引發之「電漿潮汐湧」,以及向上噴流形成之「低緯度電漿泡」等電離層太空天氣現象。

劉正彥教授進一步比對福衛一號離子濃度、福衛三號電子濃度、地面GPS全電子含量,證實福衛五號先進電離層探測儀具有全世界最精確和最高解析度,其量測之離子濃度可引為標準與參考。因此,可以用來例行監測和預報衛星定位、導航、通訊之品質。

令人振奮地是,福衛五號「太空魔方」配合全球地面GPS全電子含量,成功偵測2017年11月12日伊拉克芮式規模電離層地震異常前兆,發現該地震上空於震前9天極端異常增加,一般來說,地震前兆通常在地震前7-9天內發生。 劉正彥教授說,福衛五號有如臺灣媽祖,守護著台灣,其遙測影像有如「千里眼」,監視國土資源並防災救災,而太空魔方如同「順風耳」,傾聽即將來臨之惡劣電離層太空天氣和大地震。為加強科普的推廣,中央大學特別邀請插畫家,以生動漫畫的方式,深入淺出的介紹科學新知,希望幫助普羅大眾更容易理解。

中大領航 太空科學人才培養搖籃

目前中央大學正為國家實驗研究院太空中心執行為期兩年的福衛五號先進電離層探測儀任務操作計畫,包含任務執行、資料分析、科學研究、推廣使用等工作。預計在第一年完成初步資料,並開始提供國內外研究者申請使用。第二年將完成資料的修訂並予以公開。

中央大學長期推動太空科技,自1968年首創大氣物理學系高空物理組,在1990年配合國家推動太空計畫首創太空科學研究所,為全國師資、研究領域、培育太空科技人才最為完備的教學與研究單位。在先前教育部「發展國際一流大學」經費的挹注下,已大幅提升科學酬載的研製能力。

今年福衛五號「先進電離層探測儀」的成功,讓臺灣站上國際領先的舞台,也觸發許多國際合作的機會。從過去福衛一號、二號、三號的科學任務,配合上最新的福衛五號科學任務,再加上福衛七號第一組星系六顆小型衛星即將於今年發射,讓臺灣在太空科學研究具有舉足輕重的國際地位。

 中央大學太空科學所趙吉光所長團隊廿年磨一針,成功打造出世界最小的多功能「先進電離層探測儀」。鄭凱倫攝
中央大學太空科學所趙吉光所長團隊廿年磨一針,成功打造出世界最小的多功能「先進電離層探測儀」。鄭凱倫攝

中央大學太空所師生團隊分享福衛五號科學酬載「太空魔方-先進電離層探測儀」接受的科學成果。鄭凱倫攝
中央大學太空所師生團隊分享福衛五號科學酬載「太空魔方-先進電離層探測儀」接受的科學成果。鄭凱倫攝
最後修改時間:2018-01-25 PM 10:06

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