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福尔摩沙卫星三号
2011-12-04 22:02:09   来源:   点击:

    台湾与美国合作发展的人造卫星计画,简称福卫三号。2006年4月15日发射升空。收集大气的折射讯号以作气候预测、全球气象变迁、以及电离层和重力研究。

    福尔摩沙卫星三号是由6颗微卫星所构成的星系,每颗微卫星重62公斤,外形呈圆柱形,直径103公分,高18公分。太阳能板两片,展长2.5公尺,发电量207瓦。本体配置S频段天线,执行指令上传与资料下传。星上电脑中央处理器为68302,以固态储存器收集酬载量测资料。姿态为三轴稳定,主要以太阳感测器、地球感测器、陀螺仪测定姿态,以GPS接收机定位,以动量轮控制姿态。推进器采用联胺作为燃料,提供推力以控制卫星进行轨道的转换。飞行软体以C语言写成,在多工作业系统下执行。卫星结构体主要为金属基复材蜂巢板,卫星之间的分离方式采用非爆炸装置。热控设计以被动元件为主,如散热片、多层隔热材料、涂层等,而重要元件如推进系统等皆有电热器温控。

    福尔摩沙卫星三号每个微卫星携带3件酬载仪器:全球定位系统气象量测仪(GPS Occultation Experiment, 简写为GOX)、三频段信标仪(Tri-Band Beacon, 简写为TBB)、小型电离层光度计(Tiny Ionosphere Photometer, 简写为TIP)。利用接收GPS卫星讯号在大气中传播所受之折射量,推算大气温度、压力、水汽含量进行即时气象预报,亦可推算电离层之游离电子浓度进行太空天气预报。

    福尔摩沙卫星三号将6颗微卫星堆叠在发射载具里一起发射,到达516公里高的暂驻轨道时逐一循序释出。卫星完成轨道性能验证後,每隔3个月再逐一启动本身的推进器提升高度进入800公里高的任务轨道。利用地球扁圆效应,卫星高度差会产生轨道交点进动,让6颗卫星的轨道面逐个错开,在16个月内完成交点相隔30度之6个轨道面。如此GPS掩星点便能均匀分布全球。福尔摩沙卫星三号的地面系统是以国家太空中心既有之系统为主体,透过位於美国的网路系统连结位於瑞典及阿拉斯加两个海外追踪站来执行整体操作任务,包括发射支援、卫星本体操控、酬载操控、海外遥传追踪指令站指令资料传输、科学资料之接收等。

    福尔摩沙卫星三号由台湾的国家太空中心与美国的大学大气研究联盟(University Corporation for Atmospheric Research,简写为UCAR)共同合作执行,目标在建立全球大气即时观测网之先进技术,即「气象、电离层、气候之星系观测系统」(Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate, 简写为COSMIC)。

    福尔摩沙卫星三号於1997年开始,1998年完成任务定义,2006年完成系统发展,包括卫星系统、发射载具系统、地面系统、科学资料接收与处理系统。由美国轨道科学公司(OSC)所改装的美乐达发射载具(Minotaur Launch Vehicle)於台湾时间2006年4月15日9时40分在美国加州范登堡空军基地发射升空,到达暂驻轨道。起初卫星姿态极不稳定,经调整地球感测器模式即予修复,一周内即进入正常操作模态。福尔摩沙卫星三号掩星量测平均每天有2000多点,远多於现有地面所能量测的500多点,特别是在海面与极区的分布亦相当均匀。任务资料不仅用於全球气候变迁研究,对全球暖化的研究非常有用,被誉为「全世界最稳定精准的太空温度计」。由於资料非常精确且来源稳定,欧盟、美国、英国、日本等气象中心已正式将其纳入该中心的预报系统。针对每年发生在世界各地的飓风,福尔摩沙卫星三号掩星资料亦可用来预测暴风路径。对於南极的研究亦有突破,例如臭氧洞之预测。

    中文关键字: 全球定位系统气象量测仪 , 三频段信标仪 , 小型电离层光度计 , 美乐达发射载具 , GPS掩星

    英文关键字GPS Occultation Experiment , Tri-Band Beacon , Tiny Ionosphere Photometer , Minotaur launch vehicle , GPS occultation

    参考资料

    1. 国家太空中心。2009年8月13日读取。http://www.nspo.org.tw/2008c/projects/project3/intro.htm。
    2. COSMIC。2009年8月13日读取。http://www.cosmic.ucar.edu/。
    3. TACC: Taiwan Analysis Center for COSMIC。2009年8月13日读取。http://tacc.cwb.gov.tw/。
    4. GPS-ARC。2009年8月13日读取。http://www.ncu.edu.tw/~ncu568

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