電離層的變化，也會影響人類生活？中央大學太空科學研究所助理教授趙吉光說，電離層是地球大氣層受到太陽的遠紫外光與X射線照射，游離出為數眾多的帶電粒子之區域。由於電離層的變化會影響到高頻電波的傳播，地面與衛星間的通訊，對人類通訊有非常重要的影響。
位於地球上空80公里至1,000公里的熱氣層，由於空氣稀薄，再加上受到太陽遠紫外線的照射下，氣體分子和原子大量解離而形成電離層。由於粒子間碰撞機率低，使得帶電粒子可長存在於大氣層，地表的無線電波通訊可以利用電離層折射或反射機制來進行跨地平通訊。
中央大學太空所助理教授趙吉光表示，自1997年國家太空中心開始推動探空火箭技術，中大即參與探空火箭計劃甚深。台灣在1998年12月15日，順利由中山科學研究院發射探空一號火箭，雖然當時並未搭載任何科學酬載。飛行測試中蒐集到各項溫度與振動資料，成功達成各項測試。
探空五號 台灣首例 現場量測電離層電漿剖面與不規則體
2006年1月18日發射的探空五號火箭，安裝有「離子探測器」酬載，進行台灣上空現場量測科學實驗。中大研製的離子探測器，成功量測離地85-280公里之間的電離層電漿密度。同時觀測到在93公里處，出現電漿密度極高的不規則體。
該次量測，也充分運用中央大學安置於全國各地的各式雷達，進行同步觀測，包括30與52MHz同調散射雷達，四座高頻電離層觀測儀，高解析度雙頻GPS接收機，以及NWRA ITS30人造衛星三頻(150，400，以及1,067MHz)標識訊號接收機，從地面觀測電離層不規則分布的狀態。觀測結果證實，離子探測器的量測結果有極高之可靠度。對於進一步探討電離層不規則體對人造衛星通訊的影響，有十分重要的貢獻。
探空七號 蓄勢待發 奔向未知太空
在2006年，中大為解決探空五號在量測過程中所遇到的瑕疵，重新規劃與設計探空七號的科學酬載「電漿探測器」。電漿探測器包含一具電漿探針、一具阻滯電位分析儀、與一套姿態量測模組。可量測電離層電子與離子溫度，和電漿密度。
趙吉光說，探空七號的科學目的在於現場量測電離層電漿溫度與密度，並配合地面雷達的即時觀測，研究台灣地區電離層的電漿溫度與密度隨高度的變化和電漿不規則體之結構與產生機制。
由於台灣地處赤道電離異常（Equatorial Ionization Anomaly）區域，因此從傍晚至午夜之間，常會有電漿密度不規則體之產生，如電離層散塊E層（Sporadic E）或是散狀F層（Spread F）等。此不規則體的出現，會造成通過的電磁波產生振幅與相位的閃爍（Scintillation）現象，導致人造衛星與地面通信品質的降低，嚴重時甚至有斷訊之可能。
透過探空七號，提供一絕佳之機會現場測量台灣地區上空電離層電漿不規則體的尺度與結構，將有助於我國利用電離層通訊的設施與仰賴人造衛星進行太空通訊的機構，能明瞭通訊干擾的程度。
藉由國家太空中心的福衛三號，其上的GPS接收機，三頻標識訊號發射機，與電離層光度計進行共同觀測，可針對探空火箭電漿探測器所量得的電漿特徵，進行驗證與比對。透過探空火箭、衛星、地面雷達三維立體的科學觀測，將有助於了解電離層電漿不規則體的特性與發生機制。
中大打造太空酬載實驗室
趙吉光表示，為了建立台灣先進的酬載設計和製作能力，完整的太空酬載測試環境，中大在執行教育部「發展國際一流大學與頂尖研究中心計畫」中，於太空科學所建置「太空酬載實驗室」。實驗室在發展初期五年，已全力投入發展探空火箭科學酬載與太空測試環境，並透過科學任務來驗證自行發展的科學酬載能符合太空規格。在未來五年，將導入精確且微型化現有的科學酬載，為製作出衛星級的科學酬載而努力。
為了驗證各項太空儀器的功能與可靠度，太空所自行設計與完成全國第一座內徑70公分，長150公分的「太空電漿模擬艙」。其所使用的電漿源，可產生符合電離層背景特徵的電漿環境，做為太空電漿酬載測試與校正之用。
中大太空所未來將協助台灣各項探空火箭與衛星酬載計畫，以及預計明年3月發射 探空七號電漿探測器，同時進行探空九號太空電漿量測儀的研製工作。
文/古明芳
【轉載文章，請註明來源：中央大學新聞網http://www.ncu.edu.tw/news/】
位於地球上空80公里至1,000公里的熱氣層，由於空氣稀薄，再加上受到太陽遠紫外線的照射下，氣體分子和原子大量解離而形成電離層。由於粒子間碰撞機率低，使得帶電粒子可長存在於大氣層，地表的無線電波通訊可以利用電離層折射或反射機制來進行跨地平通訊。
中央大學太空所助理教授趙吉光表示，自1997年國家太空中心開始推動探空火箭技術，中大即參與探空火箭計劃甚深。台灣在1998年12月15日，順利由中山科學研究院發射探空一號火箭，雖然當時並未搭載任何科學酬載。飛行測試中蒐集到各項溫度與振動資料，成功達成各項測試。
探空五號 台灣首例 現場量測電離層電漿剖面與不規則體
2006年1月18日發射的探空五號火箭，安裝有「離子探測器」酬載，進行台灣上空現場量測科學實驗。中大研製的離子探測器，成功量測離地85-280公里之間的電離層電漿密度。同時觀測到在93公里處，出現電漿密度極高的不規則體。
該次量測，也充分運用中央大學安置於全國各地的各式雷達，進行同步觀測，包括30與52MHz同調散射雷達，四座高頻電離層觀測儀，高解析度雙頻GPS接收機，以及NWRA ITS30人造衛星三頻(150，400，以及1,067MHz)標識訊號接收機，從地面觀測電離層不規則分布的狀態。觀測結果證實，離子探測器的量測結果有極高之可靠度。對於進一步探討電離層不規則體對人造衛星通訊的影響，有十分重要的貢獻。
探空七號 蓄勢待發 奔向未知太空
在2006年，中大為解決探空五號在量測過程中所遇到的瑕疵，重新規劃與設計探空七號的科學酬載「電漿探測器」。電漿探測器包含一具電漿探針、一具阻滯電位分析儀、與一套姿態量測模組。可量測電離層電子與離子溫度，和電漿密度。
趙吉光說，探空七號的科學目的在於現場量測電離層電漿溫度與密度，並配合地面雷達的即時觀測，研究台灣地區電離層的電漿溫度與密度隨高度的變化和電漿不規則體之結構與產生機制。
由於台灣地處赤道電離異常（Equatorial Ionization Anomaly）區域，因此從傍晚至午夜之間，常會有電漿密度不規則體之產生，如電離層散塊E層（Sporadic E）或是散狀F層（Spread F）等。此不規則體的出現，會造成通過的電磁波產生振幅與相位的閃爍（Scintillation）現象，導致人造衛星與地面通信品質的降低，嚴重時甚至有斷訊之可能。
透過探空七號，提供一絕佳之機會現場測量台灣地區上空電離層電漿不規則體的尺度與結構，將有助於我國利用電離層通訊的設施與仰賴人造衛星進行太空通訊的機構，能明瞭通訊干擾的程度。
藉由國家太空中心的福衛三號，其上的GPS接收機，三頻標識訊號發射機，與電離層光度計進行共同觀測，可針對探空火箭電漿探測器所量得的電漿特徵，進行驗證與比對。透過探空火箭、衛星、地面雷達三維立體的科學觀測，將有助於了解電離層電漿不規則體的特性與發生機制。
中大打造太空酬載實驗室
趙吉光表示，為了建立台灣先進的酬載設計和製作能力，完整的太空酬載測試環境，中大在執行教育部「發展國際一流大學與頂尖研究中心計畫」中，於太空科學所建置「太空酬載實驗室」。實驗室在發展初期五年，已全力投入發展探空火箭科學酬載與太空測試環境，並透過科學任務來驗證自行發展的科學酬載能符合太空規格。在未來五年，將導入精確且微型化現有的科學酬載，為製作出衛星級的科學酬載而努力。
為了驗證各項太空儀器的功能與可靠度，太空所自行設計與完成全國第一座內徑70公分，長150公分的「太空電漿模擬艙」。其所使用的電漿源，可產生符合電離層背景特徵的電漿環境，做為太空電漿酬載測試與校正之用。
中大太空所未來將協助台灣各項探空火箭與衛星酬載計畫，以及預計明年3月發射 探空七號電漿探測器，同時進行探空九號太空電漿量測儀的研製工作。
文/古明芳
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