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大學生自製衛星酬載「阿亮一號」 發射成功
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
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
「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
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