第314期 / December 5, 2023

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獵風者號發射成功與凌群地面工作及挑戰

作者/彭錦益

[發表日期:2023/12/5]

作者簡介

作者目前任職於凌群電腦委外服務總處航太服務部,協助國家太空中心衛星操控任務

獵風者衛星發射成功

我國第一顆自製氣象衛星「獵風者(TRITON)」於台灣時間2023年10月9日上午9:36搭乘法國亞利安公司的VEGA火箭順利升空,上午10:31脫離火箭進入預定的低地球軌道(約601公里),晚間8:56成功與國內地面站通聯。

獵風者衛星的軌道為98度高傾角軌道,屬於太陽同步衛星,地面接收站除台灣之外,還有南極的TROLL與北極的Svalbard,每天能與地面站至少13次通聯。升空不到一週已完成衛星本體的基本健康檢查,其各項健康狀態、指標都符合預期,並開啟測試衛星任務的關鍵酬載儀器-反射訊號接收儀(Global Navigation Satellite System-Reflectometry,GNSS-R)。10月18日獵風者衛星已進入正常操作模式(Normal Mode),GNSS-R將持續開機並開始收集全球衛星導航系統反射訊號,進入「酬載試運轉 」階段,團隊會檢視這些資料的接收狀況與品質,並持續調整儀器參數,以獲得最佳觀測數據。

獵風者衛星是台灣的第3個氣象衛星任務,更是首顆自製的氣象衛星,任務目標是獲得海面風速資料,在太空中心執行過的所有衛星任務當中,獵風者衛星是升空後,最快達成通聯、最快完成衛星本體健康檢查、最快開啟任務酬載。


《圖一》


《圖二》


我國氣象衛星之發展

福衛三號與福衛七號都是與美國合作,將「掩星」技術應用在氣象衛星上,以星系的方式,一次六顆組成,而且加入全球定位系統,能更迅速、即時和完整地觀測大氣和太空天氣。可以蒐集到從地面垂直向上、離地面60公里高空之間的溫度、壓力和水氣資料。福衛三號已於2020年5月1日任務結束,功成身退。

獵風者衛星為太空中心自行設計、製造的衛星。搭載太空中心自行研發的全球導航衛星系統接收儀GNSS-R,蒐集由地表反射的GPS訊號,進行海氣交互作用、颱風強度預測等研究。GNSS-R的應用是一個新的領域,尚處於萌芽階段,利用類似技術量測海面風的衛星,目前只有英國做過,台灣若成功,將是全球第二。


《圖三》GNSS-R原理


衛星操控與系統發展

凌群電腦自1996年成立衛星操控團隊以來,歷經福衛一號、二號、三號、五號及七號衛星的發射、早期軌道操作及例行正常操作至今,累積相當豐富的操作經驗,並參與衛星整合測試、操作系統開發及測試,是太空中心重要的合作夥伴。凌群目前派駐於太空中心的衛星操控團隊共有16人,負責24小時不間斷的操作。

在操控系統開發方面,太空中心與國內廠商合作,已完成多項衛星操控軟體,建構完整的自主操控系統。自第三期太空計畫開始,太空中心已可完全獨立自主開發所有衛星地面操控系統,且預計未來將與國內廠商合作,將此系統推銷至海外市場。凌群電腦曾參與衛星健康資料分析系統(N-Trend)的開發,適用於福衛二號、三號、五號、七號及獵風者衛星。筆者主要參與的是操控團隊資料控制分析師的工作,與同仁一起獨立自主開發之N-Trend雛型系統曾外銷至泰國太空中心,目前負責N-Trend系統的後端資料處理。此外在福衛七號的資料傳送與管理系統也是由操控團隊成員所開發,負責衛星下傳資料之即時傳送與管理。在衛星遙測影像資料部份,凌群電腦也參與影像資料管理系統的開發。

未來的挑戰

台灣在2022年1月施行太空發展法,國家太空中心在位階及預算都有所提升的狀況下,預計要一年發射一顆衛星,搶食太空經濟大餅。台灣的優勢是已經擁有很強的製造業供應鏈,但能不能利用太空國家隊的練功機會,發展出通訊衛星的整合及應用能力,將是未來台灣太空產業的挑戰。

除了衛星本體的發展,太空中心也計畫發展火箭。今年舉辦的台北國際航太暨國防工業展,太空科技產業區門口的一支縮小尺寸火箭模型,是國家太空中心有史以來最具雄心的目標,計畫在2030年自主發射。

在衛星操控方面,未來須同時操控的衛星將會越來越多,在資源有限的情況下,如何完成衛星操控任務,這對操控系統及人力是一大挑戰。地面操控系統未來的主要發展趨勢將會朝向自動化、人工智慧、虛擬化、雲端計算、安全防護…等方向發展。這些趨勢旨在提高衛星操控系統的性能、效率和可持續性,以滿足不斷增長的應用需求。

回首過去、展望未來,相信在國人的努力下,定能發展出屬於我國的太空自主能量。

(文中圖片出自國家太空中心官網)