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NCT團隊在美國成功達成任務,並創下傳統高空科學氣球飛行時間最長的紀錄

新聞出處:NSPO 2009/05/22

國研院國家太空中心為培植國內太空科技實力,積極參與國際太空合作計畫。與國內清華大學、中央大學、聯合大學共組團隊,參與美國加州柏克萊大學太空科學實驗室的「伽瑪射線太空天文儀器 ‐ 康卜吞成像光譜儀(Nuclear Compton Telescope,NCT)」研製計畫。NCT計畫所發展的儀器與技術是下一代伽瑪射線(gamma ray)天文學康卜吞望遠鏡的先鋒,對於高能天文物理的發展與人類對於宇宙的了解將會有重大的幫助。


台灣NCT團隊由清華大學物理系及天文所張祥光教授為主持人,負責伽瑪射線相關的天文物理研究與整個計畫的管理與執行。共同主持人為中央大學物理系張元翰教授,與國研院太空中心共同負責偵測器所使用的電子讀出系統相關電子電路板的設計與製作。聯合大學能資系黃明輝副教授負責設計與製造氣球飛行中所需要的獨立型太陽能電源系統。


中央大學及國研院太空中心製作NCT新偵測器的電子讀出系統,將重量、體積、與電源消耗都大幅降低。2005年NCT第一次試飛時只用兩個純鍺晶體偵測器,整體儀器耗電500W。這次飛行使用10個純鍺晶體偵測器,整體儀器耗電不到300W。輕量化與節能化為未來推展進入衛星任務鋪路。


聯合大學團隊製作的太陽能電源系統包括太陽能電池模組六個,鋰離子電池組兩個,及一個電源控制箱。控制箱內包含兩套獨立的太陽能電池板的最大功率追蹤器、鋰離子電池充放電控制器、系統狀態通訊介面。為確保任務中不會因為一組元件損壞而停止任務,每個重要組件都有雙重設計。


清華大學與中央大學各有兩位博士班研究生參與硬體的製作校正、實驗的模擬分析、系統的整合測試、飛行任務的執行與控制以及數據處理程序的建立。NCT團隊在此次氣球飛行任務圓滿成功之後,將在明年及後年分別再進行長期氣球飛行。


於美國新墨西哥州當地時間5月17日清晨7:30成功地釋放氣球,攜帶NCT進入36~39公里高空,進行儀器測試與測量來自外太空的伽瑪射線。此次NCT的氣球飛行由美國太空總署哥倫比亞科學氣球中心(Columbia Scientific Balloon Facility, CSBF)位於美國新墨西哥州桑納堡(Fort Summer)的基地發射升空。在高空飛行38小時後,以降落傘降落在亞利桑納州大峽谷附近40號高速公路南方,離出發點865公里。此次飛行創下內陸傳統高空科學氣球飛行時間最長的紀錄。


此次飛行除了驗證NCT的儀器之外,也觀測從蟹狀星雲(Crab Nebula)、天鵝座X-1(Cygnus X-1)以及幾個活躍星系核所發射出來的伽瑪射線。NCT這次飛行已經成功地達成任務,證實NCT可以進行下一階段超過20天的長期氣球飛行,為未來的衛星任務做準備,也為我國太空科技國際合作研究計畫邁向更新的里程碑。


NCT在地面測試時,太陽能電池板在兩側展開,NCT偵測器位於中間藍色框架內,鋰電池及偵測器所有的電子設備都在偵測器背後的白色儀器箱內。


NCT懸吊在吊車上,準備升空。吊車後輪的直徑約2公尺。


氣球充填氦氣中,同樣地,吊車輪子的直徑約2公尺。


NCT升空後照片。低空時氣球未全部展開,在40公里高空全開時,直徑約140公尺。


NCT飛行路線圖,降落地點離起點桑納堡865公里。


從經緯儀的鏡頭看到NCT,在日落前的影像(5/17 20:20),氣球直徑140公尺,離地39公里。 仔細看,氣球下方有一個白點,就是NCT。


NCT團隊在桑納堡進行此次氣球飛行任務的人員。