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臺灣自主擁有的第一枚遙測衛星,福爾摩沙衛星二號

國研院由國家太空中心規劃之我國自主擁有的第一枚遙測衛星 「 福爾摩沙衛星二號」 於 2004年5月21日成功發射,進入距地球表面891公里的太陽同步軌道飛行。

福衛二號的任務是對台灣及全球陸地及海域進行近實時的遙測作業,它在白晝地區拍攝的影像資料可應用於國土規劃、資源探勘、環境保護、防災救災 …等。當衛星運行到黑夜地區(eclipse)時,進行對高層大氣上閃電之自然現象科學觀測,觀測結果提供做為科學實驗研究。因此,福爾摩沙二號之任務係兼具“遙測”與“科學”兩大任務。

福衛二號計畫的研發,係延續在福衛一號計畫已建立之能力與經驗,擴大國內業界與國家太空中心負責及參與的層面。在福衛二號計畫執行初期,國家太空中心將福衛二號的發展策略,公告於國際相關重要媒體,公開徵選衛星本體的主合約商。最後選定法國 EADS Astrium公司為主合約商 ,共同設計與發展遙測人造衛星。研發過程中,國家太空中心派遣優秀工程師前往法國吐魯斯駐廠工作,並負責系統及次系統之部份設計分析、整測工作。藉由工作參與及技術交流,不斷地吸收太空科技新知,朝向達成自我發展衛星的目標前進。

福爾摩沙衛星二號肩負遙測與科學兩大任務,其酬載儀器為遙測照相儀( Remote Sensing Instrument, RSI )和高空大氣閃電影像儀( Imager of Sprites and Upper Atmospheric Lightning, ISUAL )。

遙測照相儀,福衛二號的酬載儀器
近年來,國際商業遙測衛星數量快速增加,應用領域亦大幅成長。我國在經濟快速成長過程中,伴隨著衍生的土地利用與變遷、環境污染之擴散以及地震與颱風所造成的天然災害等問題,衛星遙測資料的適時性與自主性益形重要,預期衛星遙測影像應用將在國內蓬勃發展。福爾摩沙衛星二號的遙測任務以滿足臺灣地區之需求為主,衛星再訪頻率與適時性的獨特設計、全球大面積拍攝以及低價位影像的提供,是福爾摩沙衛星二號優於其他國際商業遙測衛星的地方,其遙測應用實例包括:土地利用、農林規劃、環境監控、災害評估及科學研究與教育。

福衛二號高空大氣閃電影像儀,全球首次以衛星長期觀測高空閃電
紅色精靈是高空中向上閃電所產生的紅色發光體,它通常發生於高空中 40-100 公里處,一般認為與中尺度的雷雨系統有關。 高空大氣閃電影像儀是根據美國加州大學柏克萊分校 (UCB)原始設計的儀器改進並提高性能,為了增加科學效益,特增光譜儀與多面特殊濾光鏡片組;並加入日本東北大學的一套感應器,而成為現在的ISUAL酬載。因此,本酬載儀器的研製是以國際合作方式進行。

福衛二號所進行的科學實驗任務,是全世界首次以衛星長期觀測高空閃電的自然現象,並可提供未受大氣吸收影響的光譜與動態數據資料;進而了解全球分佈的情況。因此,國內的科學實驗研究團隊希望利用福衛二號的高空大氣閃電影像儀來完成以下任務:

  1. 以紫外線波段來探索紅色精靈的未知現象;
  2. 確定紅色精靈的動態演變情形及頻譜變化,以解開紅色精靈發生之謎;
  3. 確認發生紅色精靈時大氣的離子化程度,以了解在地球上的高能量γ射線是如何產生的;
  4. 建立紅色精靈、大氣輝光以及極光的全球分布情形。