「福衛七號」中低緯度氣象預報大幫手

日期：2019年6月27日
「福衛七號」如何幫台灣征服宇宙？

福衛七號衛星已於台灣時間 6 月 25 日下午 14 時 30 分，從美國甘迺迪太空中心搭著獵鷹重型火箭（Falcon-Heavy）升空；發射後 91～106 分鐘，福衛七號 6 枚衛星依序與火箭分離完畢，進入預定的 720 公里高度繞地「待機」；同日晚間 8 時 48 分，確認 6 枚微衛星發射的訊號皆接收成功。

中低緯度氣象預報大幫手 Inside
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福衛七號衛星已於台灣時間 6 月 25 日下午 14 時 30 分，從美國甘迺迪太空中心搭著獵鷹重型火箭（Falcon-Heavy）升空；發射後 91～106 分鐘，福衛七號 6 枚衛星依序與火箭分離完畢，進入預定的 720 公里高度繞地「待機」；同日晚間 8 時 48 分，確認 6 枚微衛星發射的訊號皆接收成功。

福衛七號是「1 顆衛星」，還是「6 顆衛星」？
答：6 顆衛星。雖然口語上常簡稱「福衛七號衛星」，但實際上，福衛七號是由 6 顆外型與配備一模一樣的微衛星組成，它們依序脫離獵鷹重型火箭後，會先在離地 720 公里的暫駐軌道繞地運行，等地面中心檢查完所有衛星的健康狀態，原本擠在同軌道面的 6 胞胎衛星會開始一個一個分開，下降至離地 520～550 公里範圍的不同軌道，部署成先進氣象衛星星系，每日提供南緯、北緯各 24 度之間約 4,000 筆資料，大幅增加包括台灣在內的低緯度地區氣象資料。

福衛七號 V.S 福衛三號衛星特性
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什麼是衛星星系？
答：在天文學上，衛星星系是指因引力影響而環繞另一個大星系的星系，比如我們銀河系最大的衛星星系為大麥哲倫星系；但在航太科技方面，衛星星系是指人造衛星從原本的獨行俠變成大規模聯盟，數顆人造衛星各自分開於任務軌道上運行，但彼此又相互關聯，有如攣生兄弟一樣出任務，我們的福衛三號、福衛七號都屬於氣象衛星星系；未來，由於衛星製造成本降低，台灣的遙測衛星也將會朝星系部署方向發展。

衛星如何從 720 公里軌道調整至 550 公里軌道？
答：衛星的運行速度會影響到軌道高度升降。當衛星燃料往運行方向的相反方向噴射，就會使衛星減速並造成衛星軌道下降，當福衛七號第一枚衛星開始減速並調降到 550 公里後，它所運行的軌道面會因地球扁圓型重力場影響，與停留在 720 公里的衛星運行軌道面，每天產生約 0.55 度的軌道面飄移現象。
108 天後，第一枚 550 公里高的衛星軌道面與 720 公里高的衛星軌道面，就會分開約 60 度；接著，第二枚衛星開始從 720 公里高調降到 550 公里軌道，108 天後，第二枚 550 公里高的衛星軌道面，也與 720 公里高的衛星軌道面分開約 60 度，而此時第一枚 550 公里高的衛星軌道面，與 720 公里高的衛星軌道面分開了約 120 度。

6 枚衛星依序類推，等全部就定位共需耗時約 19 個月，第一枚 550 公里的衛星軌道面與第二、三、四、五、六枚 550 公里的衛星軌道面，分別分開 60、120、180、240、300 度，完成星系部署。
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衛星的軌道傾角會影響什麼？
答：傾角是指衛星軌道面與赤道面的夾角，福衛七號傾角 24 度，也就是說它的資料收集範圍落在赤道以南、以北各 24 度內，而福衛三號則可以收集赤道以南、以北各 72 度內的資料。雖然這樣看起來，福衛三號的資料分布較廣也較均勻，但福衛七號勝在熱帶地區的資料密度更高，可以大幅提升此區間的氣象預報準確度。

台灣獨步全球的掩星技術是什麼？
答：全世界只有台灣的福衛三號與福衛七號是利用「掩星技術」來進行氣象觀測，「掩星」原本是天文現象，衛星科技借用其觀念發展掩星科技，利用電磁波訊號經過大氣層時，會因為穿透不同溫度、壓力或濕度的空氣層，而產生轉向、變慢、減弱的現象，反過來推出地球上空的溫度、氣壓、濕度或電子密度等數據。

福衛七號有哪些先進儀器？
答：福衛七號的 6 枚衛星身上都有一個任務酬載和兩個科學酬載，任務酬載為「全球衛星導航系統無線電訊號接收儀（TGRS）」，可以接收來自中地球軌道的導航衛星所發射之無線電波（福衛七號的軌道屬於低地軌道），導航衛星包括美國的全球定位系統 （GPS）、俄羅斯的格洛納斯系統（GLONASS），透過分析電波經過電離層與大氣層時的折射訊號，TGRS 能進一步得知大氣層的溫度、壓力、水氣以及電離層電子濃度。
科學酬載則是離子速度儀（IVM）及無線電射頻信標儀（RF Beacon），前者如其名用來計算電離層離子的速度，其量測資料可以提升 TGRS 準確度；無線電射頻信標儀則可量測電離層閃爍，分析台灣上空的電離層結構，得出電離層異常區分佈情形。

為何福衛五號從美國西岸發射、福衛七號卻在東岸發射？
福衛五號衛星的發射地點位於美國西岸范登堡空軍基地（加州），而福衛七號則是在美國東岸的甘迺迪太空中心（佛羅里達州），兩者發射地點不同有什麼考量在內嗎？有。
答：福衛五號是位於太陽同步軌道的遙測衛星，軌道傾角 98.28 度，而從美國西岸的范登堡空軍基地向南偏西發射，可以讓福衛五號達到 98.28 度軌道傾角，並且第一節火箭如果回收失敗也會直接落入海中（太平洋），不會有危及居民人身安全的問題。 至於福衛七號的軌道傾角是 24 度，如果從美國東岸的甘迺迪太空中心向東偏南發射，就可以達到 24 度軌道傾角，並且第一節火箭如果沒有成功回收，也會直接落入海中（大西洋），比如這次獵鷹重型火箭的主推進器就回收失敗，撞向海面燃成火球。
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▲ 福衛五號與福衛七號發射地點不同。（Source：科技部）

太空中心成立於民國 80 年，歷經 20 多年發展，至今已發射過福衛一號、二號、三號、五號、七號，其中 2017 年發射升空的福衛五號，是第一顆完全由台灣自主研發的衛星，而今年發射的福衛七號則是歷年來最大型的台美雙邊合作計畫。
雖然福衛七號原訂共有 12 顆任務衛星＋1 顆自主衛星，後因美方經費問題只發射 6 顆任務衛星（自主衛星待發射），或多或少讓觀測精準度打了些折扣，但其功能依舊比福衛三號強大，並可以彌補福衛三號於中低緯度觀測量不足的問題，對台灣的颱風路徑、颱風結構分析能力將會更上一層樓。
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福衛7號發射成功！颱風暴雨精準掌握！（公共電視 - 有話好說）
當大陸高景衛星能拍到人頭 台灣福衛五號十年磨劍出招！ 關鍵時刻 20170322-6 黃創夏 傅鶴齡 朱 Inside