動態訊息 │ 即時新聞

探空五號火箭的科學任務

新聞出處:NSPO 2006/01/11

國家實驗研究院國家太空中心所主導的第五次探空火箭預定近期發射並進行科學實驗。此次探空火箭的科學酬載是中央大學與日本大阪市立大學共同研發的離子探測器(Ion Probe),由中山科學研究院發展的探空火箭五號攜帶。探空火箭五號的科學任務為量測臺灣上空80到280公里高度之間電離層的電漿密度與離子溫度。為了詳細觀測電離層不規則體的特性,並研究電離層不規則體的激發機制與背景電離層電子密度與離子溫度垂直分布的關聯性,中央大學的科學團隊除利用地面設備(雷達及數位電離層觀測儀)之外,亦將與執行福爾摩沙衛星二號的高空大氣閃電影像儀(ISUAL)觀測的成功大學科學團隊合作,同時以福衛二號ISUAL的多波段光度計進行共同觀測。以此種聯合觀測方式進行電離層不規則體的研究,在國際上係屬先例,開啟我國電離層觀測研究的一個新里程碑。

探空五號火箭實驗方法:
離子探測器(Ion Probe)的探頭模組置於探空火箭前端的鼻錐罩內,火箭發射後約58.2秒(約80公里高),火箭鼻錐罩脫離,探頭模組露出火箭體之外。火箭軌道路徑上的帶正電離子(如:氧或一氧化氮正離子)將被探頭模組捕獲,而帶負電的電子會被探頭模組中的負電壓阻止,無法進入離子探測器中。根據火箭速度與姿態資料,與探頭模組所蒐集的正離子資料,將可推算電離層離子密度與溫度隨高度的變化。

地面觀測系統聯合觀測:
除了裝置於火箭上的科學酬載-離子探測器外,中央大學科學團隊並在地面上設置電離層量測儀器,包括(1)架設於九鵬射場及中壢中央大學的雷達系統、(2)在台灣本島西部及東部的四座數位電離層觀測儀、及(3)在成功大學航太場的高解析度「全球定位衛星(GPS)」接收機。此地面觀測系統將配合探空火箭五號執行任務,觀測電離層的變化。

福衛二號聯合觀測:
電離層有不規則體發生時,將會引起電離層氣輝(Air Glow)強度的不規則變化。而由電離層氣輝強度可以演算出電離層電子密度總量(Total Electron Content),可與直接量測的電離層電子密度互相比對驗證。因福衛二號的高空大氣閃電影像儀(ISUAL)具有觀測電離層氣輝能力,因此國研院國家太空中心與成功大學的ISUAL科學團隊規劃在探空火箭五號進行科學實驗前後連續五日,每天晚上22:55~23:05當衛星通過台灣西邊時,將以高空大氣閃電影像儀觀測台灣上空氣輝的空間分布。由於衛星量測須在通過台灣的10分鐘內連續變換姿態對準目標區,已於1/8晚間預先進行操控預演,並成功觀測到台灣上空氣輝。ISUAL的觀測資料將與探空火箭五號的量測資料互相比對驗證。

探空五號火箭科學任務為觀測電離層不規則體的特性,除利用探空火箭的離子探測器量測離子密度與溫度的垂直分布之外,並配合地面觀測系統定出電離層不規則體位置及結構,觀測漂移速度,再加上人造衛星(福衛二號)的電離層氣輝觀測。以此種聯合方式進行對電離層不規則體的觀測,在國際上係屬先例,而我國太空科學觀測研究也將更加得到國際太空科學界的重視。