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太空天氣資料分析及資料庫建立

計畫簡介

委託單位:國家太空中心

計畫名稱:太空天氣資料分析及資料庫建立

 

研究目的:

 

以福爾摩沙衛星三號(簡稱 福衛三號)以及國際相關衛星或地面觀測資料建立太空天氣資料庫及比較分析以供衛星任務分析及系統設計之需。

 

研究內容:

 

本計畫主要針對衛星軌道分析,及程式模擬衛星數據以分析衛星行進之軌道。

大氣阻力會影響衛星軌道的計算,包括一些阻力擾亂都可使其影響,而本研究針對衛星周圍及附近,在長期受阻力及太陽黑子的影響之變化。

在地球低軌道0-40km,大氣密度對衛星影響最為嚴重,而衛星在地球中軌道40-80km,受地球重力場及大氣壓力密度影響較大。

 

由於"太陽黑子"在Cycle24將得到新高,2013年地球受磁場的相互影響和範艾倫輻射帶。在1977年,Skylab受大氣影響,提前掉落,所以對衛星來說,大氣環境變化是非常重要的關係。 而FORMOSAT-3高度約為在700~800km,如果衛星軌道脫離計算,會使返回地面的信號偏移,因為軌道要素的變化,然使在地上無法接收信號。經過一定時間後,該衛星將會失去控制。因此,如何利用和有效程式及適當的參數來模擬衛星軌跡是非常重要的。

 

STEREO A&B  軌道

 

3D 太陽


太空天氣

太陽

 

大氣層溫度與密度


數據分析

請參考期刊論文1,研討會論文13,14

 

本計畫著重在500-800km華衛三號軌道範圍內受太空天氣之模擬與探討,因此先以最佳之數據建立可用之模組化副程式以為爾後整體模擬與分析之用。

 

由上兩圖發現,利用MSIS-E-90可以調整不同時間,經緯度的特性來分別比較福衛三號(TACC)數據,以及FUATMOS-2011大氣程式之內設時間點數據,可間接證明本大氣程式FUATMOS-2011大氣程式所模擬之結果也與福衛三號的結果相符。

 

上圖中,大約在高度高於150km,密度會受到黑子量多寡的影響,黑子數大時,密度也就較高,差距也會跟著變大。

上圖為0-800km的電子密度對於太陽黑子數多寡比較,可以看出電子密度會受太陽黑子的影響,黑子數大時,電子密度也就較高。


參與會議

NSPO期中報告

2010/12/20

財團法人國家實驗研究院 國家太空中心


 

Satellite Orbital Parameters Variation analysis Study from Solar Cycle 24

2011/04/26~2011/04/28

美國科羅拉多州博爾德(Boulder, Colorado)

 


 

Parametric simulation Study----Using atmosphere integration technology with personal computers to join the best and most appropriate information to establish the database of space weather

2011/09/27~2011/09/29

美國加州長灘    (Long Beach, California)