由中央大學太空所張起維助理教授（左一）帶領學生自製「罐頭衛星（CanSat）」，為國內學界第一個由學生自行研發的火箭科學酬載。陳如枝攝
國立中央大學太空科學研究所與交通大學「前瞻火箭研究中心」（ARRC）及國家太空中心合作，讓大學生自製「罐頭衛星（CanSat）」，這是國內學界第一個由學生自行研發的火箭科學酬載，將課本上的抽象理論轉化為實務，也藉此結合教學與研究，強化實驗技能，罐頭衛星已於今年12月28日裝載於交通大學的APPL-7II火箭上發射，並成功完成感測器及通訊測試任務。
學生自製火箭酬載 「罐頭衛星」麻雀雖小功能齊全
為增加大學生實驗及硬體設計機會，國立中央大學在國家太空中心首席科學家劉正彥教授的牽線下，與國立交通大學「前瞻火箭研究中心」吳宗信教授及國家太空中心火箭團隊合作，今年第一次發起罐頭衛星實驗計畫。中大學生從今年11月底開始自發性參與組成，每個人各自負責衛星主體、控制軟體、電路、感測器、地面接收站設計、組裝及測試等不同環節，應用實際知識，達成成功與火箭結合等太空任務。
「罐頭衛星」是始於國外太空科學教學平臺，讓學生嘗試在一個罐頭大小的有限空間內，整合不同的系統，組裝火箭酬載。罐頭衛星由於外型十分迷你且功能俱全，所需資金也較少，經常用於大氣探測、衛星競賽或者學生的練習實驗。亦搭配各種的儀器，產生各式各樣的教學實驗，例如外接GPS，模擬實際太空任務可能遭遇的狀況；或者可加裝科學儀器，如光度計、氣壓計等，以進行高層大氣課程實驗。
此次負責衛星地面接收站設計的大氣系太空組王傑同學表示，衛星資料無線傳輸易受地面建築與樹木影響，因此特地跑到附近制高點－海拔約四百公尺的乳姑山，測試直線傳輸距離。一組同學騎車，帶著GPS模組與無線電模組前往山頭，一組同學將接收器搬至中大科學四館頂樓，終於成功測得約11公里左右的可接收距離。
從做中學 魔鬼藏在細節裡
本次罐頭衛星測試基本功能在火箭飛行中的高振動、高衝擊環境下的運作能力，包括GPS導航、溫度、氣壓、飛行姿態觀測以及無線資料傳輸。後續版本將繼續添加更多科學儀器，如光度計、磁力計、蓋革計數器等，以搭配本校大氣系太空組課程內容。
執行合作計畫的中央大學張起維老師表示，這是國內學界第一個由學生自行研發的火箭科學酬載，團隊一路受到各方協助與啟發，邊做邊學，持續不斷的從錯誤中修正衛星設計，「讓學生有機會運用數學課、物理課等理論，解決實際的問題與驗證課程所學知識」。
負責衛星電路及控制軟體設計的大氣系太空組邱奕中同學表示，火箭本身作為載具，對酬載振動很大，因此「過程中發生許多意想不到的小問題，可能導致任務失敗」，例如接頭過於脆弱斷掉，或者因使用乾電池導致電源不足；大問題都容易預測，反倒是小問題容易被忽略，但這些都可以讓我們學習全方位思考，注意細節。
目前計畫目標在建立基本平臺，未來預計加進複雜的儀器，也希望可以跟學校其他系所及國內其他學術教學單位接觸、分享經驗。跨領域的合作相信可以激發更多不同的可能，也能促進全臺灣太空科技與教學發展。
交通大學前瞻火箭研究中心團隊在寒風中將 APPL-7II 火箭架設於發射台，順利完成任務。照片交大前瞻火箭研究中心提供
「罐頭衛星」麻雀雖小，功能齊全，挑戰學生的實作能力。陳如枝攝