【關於福衛七號的問與答】太空單程票多少錢?衛星如何與地面熱線?

●Suzuki 鈺璇/超純社會組學生,對未知的一切感到好奇,意外掉入科技與科學領域,希望在猛點頭汲取知識的同時,也能將箇中妙趣分享給大家。

6月25日六顆福爾摩沙衛星七號將搭乘 SpaceX 獵鷹重型火箭,前往太空接替老兵福衛三號,成為「太空中精準溫度計2.0」。關於福衛七號與台灣的其他衛星,你是不是還有一些疑問呢?

關於福衛七號的太空單程票福七的太空出差行,要搭哪一台火箭?太空單程票多少錢?

福七將搭乘 SpaceX 獵鷹重型火箭(Falcon Heavy)升空,獵鷹重型火箭的起飛推力相當於18 架波音 747 飛機,能夠有效負載 63.8 公噸到 2000 公里以下近地軌道(LEO)。

根據 SpaceX 官網指出,2018 年獵鷹重型火箭發射到 35,786 公里左右地球同步軌道(8.0 mT GEO),大約需要 9000 萬美金(約 28 億台幣)。不過福七是台美合作計畫,是由美國負責送上太空,且同部火箭上還有其他 18 顆衛星、任務軌道也比較低,因此詳細費用不大確定。

福七座位如何安排?跟哪些乘客一起安排升空呢?

太空中心方振洲博士表示,6顆福七將與 18 顆衛星一齊飛向太空。獵鷹重型火箭的衛星座艙有四層彈射機構,福七6顆衛星中有兩顆坐在第二層、四顆坐在第三層,美國空軍研究實驗室 DSX 任務衛星體積最大獨佔第一層,其餘較小型的任務衛星 GPIM 、Oculus-ASR 、OTB、NPSAT-1、Prox 1 雙星計畫(會彈出小的光帆 B衛星)及 11 顆小型立方衛星(10cm x 10cm x 10cm)則在最接近底部的第四層。

想知道它們的來頭請見:《與福衛七號共乘火箭的衛星同伴們》

搭多久才到呢?下火箭要做什麼事情?過海關嗎?

太空中心預估火箭發射後 91 分鐘,福衛七號跟火箭脫離。福七操作指揮官蕭文宗表示,為了避免衛星撞在一起,火箭會依序將每顆衛星從不同位置、施以不同力量拋出來,衛星就會從火箭「翻滾」出來。

衛星到太空第一件事,就是開機並穩定它的轉動量,醒神會展開太陽能板鎖定太陽位置,並切換到安全模態,確保自己的電量足夠、儀器溫度正常,大約飛行 6 個小時經過台灣地面站,接收操控人員的指令。

▲福爾摩沙衛星七號(簡稱福衛七號)在台北時間6月25日下午14時30分,在美國佛羅里達州甘迺迪太空中心,透過SpaceX獵鷹重型火箭發射升空。(圖/路透)

福衛七號上空還不夠,要就定位才行,操控中心要怎麼跟衛星熱線呢?

福七升空後每顆每天預計會經過台灣 6 次,但每次衛星操控中心與它們的通話時間僅有 6-12 分鐘。福七很像過著軍旅生活,僅能在固定時間接電話。

為了能有效連線、傳遞資料,衛星操控中心有兩件重要的任務,一是預測衛星的飛行軌道;二是編寫衛星動作的指令集。

福七操作指揮官蕭文宗表示,地球非均勻的重力場,衛星在軌道上會飄移,所以操控人員必須事先做衛星的軌道預測,得知衛星通過地面站的時間,事先將地面天線轉到衛星從水平面出現的方位角,等待衛星出現,並跟著衛星移動,確保收到最強的訊號。

衛星大多數是聽令行事,因此操控人員會事先編寫一連串的指令集,如:要求衛星在特定時間打開發射機、傳遞資料……等,而當衛星發生設備故障時,地面人員也會傳解決方式給它。

福七多久才能部署完成星系呢?

▲▼福七部署完成樣貌。(圖/太空中心提供)

▲福七部署完成樣貌。(圖/太空中心提供)

剛開始六顆衛星會在同個軌道上,但這樣會讓福七的觀測範圍縮小,因此福七要從 720 公里軌道調降,第一顆衛星會先下降到 550 公里的任務軌道高度,受地球橢圓重力場影響下,位在 720 公里衛星運行速度較快,會與 550 公里軌道面產生速度差,每天兩個軌道會產生 0.55 度的偏移,可利用這個偏移所拉開的角度來將六顆衛星從同個軌道面散開。

太空中心表示,六顆衛星分別分開 60、120、180、240、300 度預計要 15 個月,再加上前四週在衛星在健檢,推估要 19 個月才能完成衛星的星系部署。

關於福衛三號和其他福三和福七為何要6顆,但福二和五都只有一顆呢?

福二與福五是光學遙測衛星,主要是拍攝地表影像,但由於遙測衛星價格昂貴,加上取像時間的即時性要求不高,一顆衛星即能達成任務需求。相較之下,氣象預報要求即時資料,所以福三與福七作為氣象觀測衛星,以6顆作為衛星星系的部署較合適。

福三退休後,會去哪裡呢?

▲福三預計會在2025年壽終正寢。(圖/太空中心提供)

▲福三預計會在2025年壽終正寢。(圖/太空中心提供)

福三僅剩下一兩顆還能回應操控中心的操作訊號,退休後的福三將跟福一、福二衛星一樣繼續在太空遨遊,然後逐步下降至大氣層。方振洲表示,這些衛星都會在 25 年的太空垃圾定義時間內會自動燒毀在大氣層裡,而根據 STK 的軌道專家模擬,福三若在今年4月除役,推估會在 2025 年 6 月跟大家說再見。

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