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ESEMS太空氣象儀器酬載

為了解決座標轉換工具的問題，作者劉立業 這樣論述：

本論文所發展的中央大學太空氣象儀器酬載（Space Weather Instrumental Payload SWIP - Block of Central University, 簡稱BCU）透過莫斯科大學的實驗科學教育微衛星（Experimental Scientific Education Micro-Satellite, ESEMS）的國際學術合作計畫，順利與Tatiana-2衛星完成整合與測試，於2009年9月升空入軌，並且成功蒐集了軌道上的電子溫度與磁場等科學數據。相較於2004年發射的福爾摩沙衛星二號所搭載的高空大氣閃電影像儀（Imager of Sprites and Upp

er Atmospheric Lightning, 簡稱 ISUAL）雖同樣是作為電離層太空氣象的研究用途，但是BCU不僅是首顆國內自製的太空氣象酬載，也是首顆完全由大學研究團隊設計、製作與測試的酬載。BCU的主要科學儀器，包括了量測範圍500~4000°K，實測精度50°K的電子溫度探針（Electron Temperature Probe, ETP），以及量測範圍-50000nT~+50000nT、實測精度25nT的磁敏電阻式磁力計（Magneto-Resistive Magnetometer, MRM）。其中ETP是首次運作在高緯度軌道來進行電子溫度資料收集，而MRM則是首次應用於科學研

究量測用途。BCU以智慧型酬載（Smart Payload）的架構為設計目標，致力於整合衛星提供給酬載的資源，特色是與衛星的電子介面僅有單一電源以及RS-422通訊埠，但是內藏的資料處理單元（Data Processing Unit, DPU）及電源轉換模組（Power Converters）使得BCU成為可以同時管理多個儀器進行科學數據收集與紀錄的酬載平台。前述的科學儀器亦是透過DPU在軟、硬體上的無縫整合，能夠協同進行測量任務，並且同步紀錄ETP電子溫度、MRM磁場資料及艙內溫度數據，以利於後續的飛行校正與資料分析。科學儀器在運送到莫斯科衛星工廠前，都已完成了地面校正程序。在飛行校正的部份

，ETP因為獨特的設計，使得它的參考電極電壓同時可做為校正基準；而MRM則是依靠Tatiana-2衛星每分鐘取樣一次的姿態感測磁力計當做校正參考，且MRM經由這個校正步驟，除去了沿著衛星飛行方向約0.146Gauss的衛星環境殘磁。由BCU所收集到科學數據的取樣頻率為2.22Hz（換算空間解析度為3.33km），這些資料經過驗證也顯示出BCU運作正常，並且蒐集到所預期有效的電離層氣象資訊。分析之後更進一步地發現MRM在經過高緯度極光區時，量測到了順磁場電流（Field-Aligned Current, FAC）現象，並且從資料中計算出的朝下及朝上的電流值分別為2μA/m2與3μA/m2，符合一

般地磁安定狀態下的觀測值。