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混合式探空火箭 計畫簡介 探空火箭特性 探空科學任務

混合式探空火箭

計畫簡介

本計畫進行混合式探空火箭之技術發展,以執行各種不同型態軌跡的次軌道科學實驗為目標。

太空中心於2016年向國內產、學、研界徵求多功能火箭團隊,目的為建立我國混合式探空火箭發射服務平台。多功能混合式探空火箭由太空中心與晉陞太空科技公司合作規劃,以兩年半的時間發展多功能混合式火箭系統,藉此也逐步培育我國民間新一代火箭工程、太空科學人才與育成新興太空產業公司。此外,太空中心與學術界成功大學合作研製一具前瞻型混合式探空火箭,藉由學術界研發能力以培養探空火箭相關之前瞻技術。除了精進探空火箭系統整合能力外,也要藉此培育火箭工程、科學儀器與太空科學人才,使學術界有機會擴大學習領域,同時將本計畫所產生的火箭衍生技術推廣到產業界。本計畫預計2020年進行多功能混合式火箭發射,2021年進行前瞻型混合式火箭發射。

 

探空火箭特性

多功能混合式探空火箭

  • 火箭系統採用多節火箭設計,具備脫節、鼻錐罩分離之功能,並使用安全及環保混合火箭推進燃料。

  • 火箭具備飛行軌跡優化與姿態導控能力,可以依科學酬載需求提供不同的軌道姿態服務。

  • 火箭最大飛行高度  ≧150公里。

多功能混合式火箭系統

前瞻型混合式探空火箭

  • 火箭採用兩節火箭設計,具備脫節、鼻錐罩分離功能,使用安全及環保混合火箭推進燃料。

  • 火箭為無導無控,採用空氣動力穩定設計,並使用斜角發射。 

  • 火箭最大飛行高度   ≧80 公里。

前瞻型混合式火箭系統

 


探空科學任務

「電離層閃爍儀」(Ionosphere Scintillation Package; ISP)

此項酬載由中央大學負責研發,搭載在多功能型混合式探空火箭上,量測臺灣上空電離層  E  域電漿不規則體的結構。
ISP  包含兩具小型電離層探測儀( Compact Ionosphere Probe, CIP ),可分別扮演阻滯電位分析儀( Retarding Potential   Analyzer )與離子流向儀( Ion Drift Meter )的角色;與一具姿態量測儀( Aspectmeter, ASM ),可量測火箭的姿態,其為  CIP  資料分析中必備的參數。
CIP  有能力觀測電離層的電漿濃度、成分、速度、溫度等特徵,並可解析造成衛星與地面通訊閃爍干擾的電漿不規則體。
 透過探空火箭的飛試,可提升我國自行開發衛星元件的技術就緒指數( Technological Readiness Level ),同時對台灣上空的電離層  E  域電漿不規則體之結構能有進一步的瞭解,來增加地面雷達對不規則體的識別能力。

電離層閃爍儀

「中氣層-電離層電漿複合探測儀」(Mesosphere  and  Ionosphere  Plasma Exploration compleX, MIPEX)
「小型閃爍體陣列探測器」(Compact Scintillator Array Detector, ComSAD)

兩項科學儀器由成功大學負責研發,搭載於前瞻混合式探空火箭,進行中氣層與低層熱氣層電漿環境與宇宙射線特性的軌道飛行科學實驗。
「中氣層-電離層電漿複合探測儀」的三個感測儀可同時量測電子溫度與密度、離子能量分布函數,以及離子飄移速度。
中氣層與低層熱氣層的電漿環境受限於載具與科學儀器性能,現地量測資料非常缺乏,本項實驗對於電離層 D、E 層的離子分佈與電動過程瞭解可以提供直接的現地觀測證據。

「小型閃爍體陣列探測器」是一個粒子探測器,利用宇宙射線經過塑料閃爍體時激發內部原子而發出螢光, 再藉由矽光電倍增器收集並放大螢光訊號,進而量得宇宙射線的通量與入射方向。
利用探空火箭飛行的過程,量測出宇宙射線在不同高度、不同方向、不同能量的分布。

「中氣層-電離層電漿複合探測儀」與「小型閃爍體陣列探測器」