台灣衛星福八預計明年升空 試拍月球影像曝光

【大紀元2024年05月13日訊】台灣衛星計劃中,福爾摩沙衛星八號(福八)團隊首次展示光學鏡頭上太空出任務前,從國家太空中心(TASA)試拍月亮的影像,連遠在38萬公里之外的月球表面遍布大小不一的坑洞都清晰可見,福八計劃主持人劉小菁仔細端詳影像細節表示,「這張應該有75分,但還可以更好」。

據中央社報導,相比在403花蓮強震及時取像東海岸協助救災的福五,「準接班人」福八可說是全面進化,中華民國國科會主委吳政忠表示,首枚預計2025年10月搭乘SpaceX火箭升空,成功入軌後,將拍攝更高畫質、更即時的地表影像。

福五失焦不完美 成就福八的強大

福五是台灣首枚自主研製的高解析度光學遙測衛星,其主酬載是一具從太空觀察地球的望遠相機。7年前,福五剛入軌運行初期最大的敗筆,就是對焦不準確,導致福五鏡頭「遠視」,首批取像出現光斑、模糊不清,也引發批評聲浪,士氣低落的團隊決心要把照片救回來。

面對這一棘手課題,曾是高中數學老師的劉小菁,發揮長年影像處理經驗與數學底子,率團隊進行後處理校正,並把作業流程系統化,才讓福五所拍的照片得以商用,甚至支援多國的救災防災任務。

劉小菁說,「現在(福八遙測酬載團隊)花的精力,有90%就是要避免重蹈覆徹」。

福八計劃團隊的重要成員、TASA光學酬載組長黃柏瑄,也是福五計劃的一員。他指出,福八光學酬載不論是鏡片組裝的精度控制乃至於鏡頭性能,都比福五好上1、2倍,使用的儀器、設備、場地、人力也同步精進。

黃柏瑄表示,當年福五無法拍出清晰影像的關鍵,在於用來對焦的「準直儀」出現偏差,這次TASA添購新的準直儀,不僅與國際衛星公司使用同款,且經其調焦的望遠鏡也有上過太空的實戰紀錄。

同時,為了確保福八搭載的精密元件經得起外太空極端環境考驗,團隊針對光學遙測酬載,進行光學熱真空測試(Optical TV test),測試過程中TASA人員須24小時駐守,緊盯溫度與濕度變化如何影響光學系統的焦平面位置、什麼情況會引致失焦以及如何進行補償等。

「福五那時候沒有經過這樣的考驗」,劉小菁回憶。黃柏瑄則說,現在通過測試,等於是為福八多買一份保險。

福八堪稱現代千里眼 照片更清楚、取像更即時

遙測衛星有「現代千里眼」之稱,而解析度攸關影像的清晰程度。

TASA主任吳宗信說,未來福八將在561公里太陽同步軌道服役,其主酬載的地面解析度可達到1公尺、經後處理可達0.7公尺,優於福五解析度的2公尺。換言之,福五、福八從外太空拍攝地表同一個地區,因福八解析度較佳,成像也會更清楚銳利。

同時,福八除影像下傳速度是福五的3至4倍快,「再訪能力」(衛星對同一個地點反覆取像的能力)也更好。

劉小菁表示,福五計劃僅有1枚衛星,每2天才經過台灣上空1次,福八計畫則是由6顆衛星構成星系,全數升空後,再訪能力有望大幅提升至1天取像3次,比如上午拍攝當下有雲覆蓋影響,下午再訪時雲可能就散了,「對即時影像的需求而言,這點很加分」。

此外,福八計劃在主要的6枚衛星之後,另有2顆進階版本,據規劃,原始地面解析度都小於1公尺,目標經後處理可達0.5公尺以下。

軍事諜報電影中不乏出現遙測衛星的應用,專家學者評估,福八之外,再加上不分晝夜,即便是下雨天也可穿透雲層拍攝的合成孔徑雷達衛星(SAR,福衛九號系列計劃),將可組成完整的對地衛星觀測系統,確實有望挹注台海周邊情勢全時偵測。

福八目標自製率衝八成以上 建構產業供應鏈雛型

福八現已完成光學遙測酬載、飛控、電機、機械4大類一共17項關鍵元件的研製,其中不少元件都比福五更輕巧、性價比更高,正在進行衛星整合測試及環境測試,後續衛星升空、運作順暢,通過驗測就可取得飛行履歷,是建構台灣太空產業供應鏈的關鍵雛型架構。

劉小菁表示,其中,影像資料下載所使用的次系統是X頻段發送器,規格需要高傳輸率性能,這種元件想要去國外買,就會遇到許多限制,包含輸出功率、頻道等,「有些國家甚至不會出售」,TASA選擇自己來。

她也提及,攸關衛星推進動力來源的推進模組,這次也是採自製而非外購,且有別於以往用的有毒燃料聯胺,這次用的是綠色燃料,即相對環保、無毒的高濃度H2O2(過氧化氫,俗稱雙氧水)。

劉小菁指出,除了推進模組的球槽與複雜管路設計,工程師就連在材質上也得很講究,要避免選用到會與H2O2產生化學反應的材料,才能確保推進系統的使用壽命,處處是挑戰要克服。

整體自製率方面,福八將以超越80%為目標前進,吳政忠表示,未來福八順利升空,也將意味台灣具備400公斤級次米級高解析度遙測衛星的設計、分析、製造與整測能力。

劉小菁也強調,福八的6顆衛星將分6次依序升空,意即TASA團隊有機會在同一個衛星設計的基礎上一直進化,「我希望第1顆有80分,後面一定要愈做愈好」。

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