福爾摩沙衛星九號 FORMOSAT-9
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福爾摩沙衛星九號 FORMOSAT-9

FORMOSAT-9

公告時間 2026-10-29 2026-10-29

從電離層量測到多衛星協同觀測,掌握太空天氣的變化

當衛星導航出現定位誤差、無線電通訊受到干擾,原因有時並不在地面的設備,而是來自數百公里高空、不斷變化的電離層環境。

夏漢民太空科技中心參與我國福爾摩沙衛星九號(FORMOSAT-9)國家太空任務,與國立中央大學合作發展太空天氣探測儀(Space Weather Ionosphere Probe, SWIP),結合離子與電子現地量測,為衛星導航、通訊及太空天氣研究提供更完整的觀測資訊。

從 FS-9A 的科學酬載研製與系統整合,到 FS-9B 規劃中的多衛星協同觀測,中心延續福衛八號已取得的在軌驗證經驗,持續推進小型化電漿量測技術,讓太空觀測從單一衛星延伸至不同時間與高度的整合分析。

FORMOSAT-9A

從電子到離子,描繪更完整的太空電漿環境

離子與電子現地量測 × 科學酬載系統整合

電離層中的帶電粒子持續受到太陽活動與太空天氣影響,其密度、溫度及流動狀態的變化,可能進一步影響衛星導航定位與無線電訊號的穩定性。

為了掌握更完整的電離層資訊,中心參與規劃搭載於福衛九號首顆衛星(FS-9A)的太空天氣探測儀(SWIP)研製,由成功大學開發的電子溫度密度儀(TeNeP)結合中央大學研製的小型電離層探測儀(CIP),同步量測電子與離子的關鍵參數。

電子溫度密度儀(TeNeP)|量測電離層中的電子變化

由成大研製的 TeNeP 採用小型、低功耗設計,直接量測衛星所在位置的電子溫度與電子密度,掌握電離層電漿環境的變化。相關技術已在福衛八號取得初期在軌觀測成果,並持續應用於福衛九號的儀器整合與開發。

小型電離層探測儀(CIP)|掌握離子的運動與組成

由中央大學研製的 CIP 可量測離子成分、密度、速度及溫度。與 TeNeP 相互搭配後,SWIP 能同時取得電子與離子的現地資訊,進一步分析電離層電漿的分布、運動及不規則變化。

從單機驗證到系統整合,讓每一筆太空資料可靠傳回

中心團隊完成 TeNeP 工程驗證電路研製與功能測試,並與中央大學合作確認 SWIP 酬載的電源、接地、量測時序及資料介面,逐步推進儀器與後端處理單元的系統整合。

除了儀器功能驗證,中心亦完成 TeNeP 的長時間資料傳輸及輻射耐受測試,確認系統在持續運作及輻射照射後的功能表現,逐步建立符合衛星任務需求的穩定性與可靠度,為後續飛行體研製與系統整合提供重要依據。

透過精密感測電路研製、資料傳輸驗證及跨系統整合,中心持續累積衛星科學酬載的工程經驗,展現從單一儀器開發到完整科學酬載整合的技術能力。

FORMOSAT-9B

讓衛星接力觀測,追尋電離層擾動的變化線索

多衛星協同觀測 × GNSS 訊號與電漿量測分析

電離層並非靜止不變。同一片高空區域,在不同時間或高度可能呈現不同的電漿特性;其中的電漿不規則體,更可能使導航訊號產生閃爍、定位偏差或追蹤不穩定。

延續 FS-9A 的技術成果,中心與中央大學團隊共同提出福衛九號第二顆衛星(FS-9B)太空天氣探測儀(SWIP)研製規劃,期望結合既有 GNSS 掩星/反射(GNSS RO-R)觀測與電漿現地量測,從不同角度掌握太空天氣變化。

從單顆衛星到協同觀測,看見時間與高度的差異

FS-9B 規劃延續 CIP 與 TeNeP 的整合架構,配合 FS-9A 與福衛 8A 不同的軌道配置,逐步建立跨衛星的電離層觀測能力:

  • 相近高度、不同時段| FS-9A 與 FS-9B 規劃在約 514 公里高度、相鄰夜間時段觀測,比較電漿不規則體在午夜前後的變化特徵。
  • 相近時段、不同高度| 搭配約 561 公里高度的福衛 8A 量測資料,分析電離層電漿結構在不同高度的差異。

透過不同衛星的觀測資料相互補充,研究團隊可從時間與高度兩個面向分析電離層擾動,拓展單一衛星觀測所能提供的資訊。

把看不見的電漿變化,連結到導航與通訊訊號

FS-9B 預計將 SWIP 量測的電子與離子狀態,與 GNSS 掩星/反射所取得的訊號特徵進行比對,分析電離層擾動與訊號振幅、相位、追蹤穩定度及資料品質之間的關聯。

這種結合衛星現地量測與 GNSS 遙測的方式,有助於辨識實際電離層擾動所造成的訊號變化,為電離層模式驗證、太空天氣預報研究,以及導航與衛星通訊環境評估提供觀測依據。

延續既有飛行經驗,推進新一代電離層觀測技術

FS-9B 的科學酬載規劃,將延續福衛八號 TeNeP 的在軌驗證經驗,以及 FS-9A 的 CIP 與 TeNeP 整合成果,依據新衛星平台的機械、電力、資料與安裝條件進行必要調整。

中心將持續發揮電子參數量測、酬載介面整合與科學資料分析專長,結合中央大學的離子探測技術,探索由單一科學儀器走向多衛星電離層觀測的應用可能。