福衛三號十歲生日快樂 老衛星和團隊的奮鬥故事

本文與  益福生醫 合作，泛科學企劃執行

昨晚，你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎？這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾，甚至在腦海中數了幾百隻羊，大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程，讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇：你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠，我們得先認識身體的一套精密防衛系統：下視丘-垂體-腎上腺軸（HPA axis） 。這套系統原本是演化給我們的禮物，讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時，能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動，腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙)，這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性，讓我們在危機中保持清醒 。

然而，現代人的「劍齒虎」不再是野獸，而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說，身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

在理想的狀態下，人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後，身體會進入「修復模式」，此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點，讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素（Melatonin）接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號，它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素（Orexin）神經元，幫助大腦順利關閉覺醒開關。

然而，當壓力介入時，這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出，長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化，使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌，更會讓食慾素在深夜裡持續活化，強迫大腦維持在「高覺醒狀態（Hyperarousal）」。 這種令人崩潰的狀態就是，明明你已經累到不行，但大腦卻像停不下來的發電機！

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升，而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸，分泌更多皮質醇來試圖消炎，高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期（REM），導致睡眠品質變得低弱又破碎，最終形成「壓力－發炎－失眠」的惡行循環。也就是說，你不是在跟睡眠上的意志力作對，而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關：PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局，科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系：腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路，這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」，而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便，更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話，直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」（Psychobiotics）。

在眾多研究菌株中，發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發，累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」（First Night Effect, FNE），也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難，俗稱認床。科學家在進行實驗時發現，補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期（NREM）的睡眠長度，且入睡更快，起床後也更容易清醒。更重要的是，不同於常見的藥物助眠手段（如抗組織胺藥物 DIPH）容易造成快速動眼期（REM）剝奪或導致睡眠破碎化，PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力，它能有效縮短入睡所需的時間，並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現，即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理（Heat-treated），轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」（Postbiotics），其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點，讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中，科學家觀察到一個耐人尋味的現象：當詢問受試者的主觀感受時，往往會遇到強大的「安慰劑效應」，無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人，主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相，讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而，客觀的生理數據（Biomarkers）卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後，實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人（84.6%）出現了夜間褪黑激素分泌增加，且壓力荷爾蒙（皮質醇）顯著下降，這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統，而不僅僅是心理安慰。

最值得關注的是，對於那些失眠指數較高（ISI ≧ 8）的族群，這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後，不僅生理標記改善，連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間，以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌：https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠：構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息，而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠，關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石，始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境，到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統，並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現，身體便能更順暢地啟動睡眠開關，回歸自然的運作節律。

與其將失眠視為意志力的抗爭，不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持，每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始，為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作，泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡，乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生；但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視，那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」（IPF），其預後往往不太樂觀，確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先，我們得先破解一個迷思：肺纖維化並不是單一疾病，而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」，腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象，患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕，像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是，IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性，一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化，是兩種完全不同的概念。

肺部為何會變成「菜瓜布」？

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布？這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織，就是肺部間質組織（interstitium）的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍，包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下，肺部損傷後會啟動修復機制，並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內，這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號，導致負責修復工作的「纖維母細胞」（fibroblasts）被過度活化，進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織，最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現，這個過程之所以棘手，在於它是一個「惡性循環」，肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ，它們相互加乘，演變成難以阻斷的強大破壞力。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ，但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸，特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外，患有自體免疫疾病（如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎，）的患者，他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人，必須特別警覺。

打斷惡性循環的挑戰，為何只對抗「纖維化」還不夠？

面對這個不可逆的疾病，醫學界長年束手無策，直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥：Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺，首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而，這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望，卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看，這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題：既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊，那麼，我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略，從而更有效地打斷這個惡性循環？

找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題，科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素：磷酸二酯酶 4B（PDE4B）。

為什麼鎖定它？讓我們看看它的「雙重作用」機制：

1. 關鍵位置： PDE4B 同時存在於免疫細胞（與發炎有關）與纖維母細胞（與纖維化有關）當中。
2. 作用機制： PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP（環磷酸腺苷） 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
3. 雙重抑制： 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性，細胞內的 cAMP 就不會被分解，濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞，同時產生抗發炎與抗纖維化的雙重效應。

簡單來說，鎖定並抑制 PDE4B，就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程，有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來，全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗，我們相信，在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後，期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

最後，我們必須再次提醒，特發性肺纖維化（IPF）與漸進性肺纖維化（PPF）是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手，雖然現有的治療手段能延緩惡化，但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織，因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

• 本文轉載自科技大觀園，原文為《火箭阿伯寫下升空計畫！——國家太空中心主任吳宗信的「臺灣太空港」願景》
• 作者 / 科技大觀園特約編輯｜陳子翔

臺灣的「國家太空中心」於 1991 年成立至今屆滿 30 年。恰好在而立之年，行政院 11 月 25 日拍板「國家太空中心設置條例」，若立法院審查順利，太空中心將於 2022 年升格為直屬科技部的行政法人，大力推動我國太空科技及產業發展！

談到臺灣的太空發展，你可能會先想到 2019 年發射的「福衛七號」；但若談到火箭，你可能會先想起一個身著橘色連身衣的阿伯，操著臺語在 TED 講台上侃侃而談的身影，也就是現任國家太空中心主任吳宗信。

放眼宇宙卻心懷鄉土的「火箭阿伯」，是很多人對吳宗信主任的印象。吳宗信在 2012 年在陽明交通大學創立了前瞻火箭研究中心（ARRC），同時也有創立太空科技公司的經驗。如今他在今年 8 月接任國家太空中心主任，在「產官學」三界都走了一遭。

談到何為「太空產業」的基礎問題？吳宗信解釋，火箭與衛星的發展，需要很多不同專長的人才，仰賴跨領域合作，「是一門精密且嚴謹的系統工程。」

火箭產值雖然不大，卻對太空產業至關重要

談到臺灣的太空產業該如何發展？吳宗信指出，要發展太空產業，除了過去國家太空中心專注於的衛星發展，擁有自主發射火箭的能力也很關鍵。以馬斯克的 SpaceX 為例， SpaceX 是先將火箭發展起來，接著才有如星鏈（Starlink）的衛星服務，透過這樣的過程來達成太空產業一條龍。

然而有趣的是，火箭其實只佔太空產業總產值的大約 2-3%，因此光靠火箭賺大錢其實很困難。既然產值很少，那大費周章的研發火箭到底有什麼好處呢？

對此吳宗信解釋，一個用在衛星上的設備和地面設備最大的差別，就是前者必須能在真空、高輻射、高溫差的太空環境運作，也要能承受震動、噪音等火箭發射過程帶來的考驗。

因此，雖然地面上也能模擬出類似太空中的環境，但要驗證一個設備是否符合「太空等級」，還是要直接送上太空長時間運作，經過真實的極端環境考驗才能見真章。如果有能力自己發射衛星，那對於太空相關設備的驗證頻率就能得到顯著提升，整條產業鏈的進步的速度才會快。

「遙測」及「通訊」雙軌進行，強化自主衛星發展能力

火箭研發是臺灣太空產業未來發展的關鍵，但同時衛星發展的腳步也並未因此停下來！國家太空中心目前正在執行自 2019 年起為期 10 年的「第三期太空計畫」，該計畫以開發「遙測衛星」為主。

吳宗信提到，在遙測衛星部分，目前有六枚解析度１米，經地面影像處理後解析度可達 0.7 米的「光學遙測衛星」（也就是福衛八號計畫）。福衛八號衛星第一枚（FS-8A）科學酬載的研製由成功大學負責，主要發展雙波段大氣瞬變影像儀與電子溫度密度儀，目前規劃於 2023 年發射；同時，太空中心未來也將再發展兩枚「超高解析度遙測衛星」。

吳宗信指出，第三期太空計畫還有兩枚合成孔徑雷達（SAR）遙測衛星的計畫，不同於福衛二、五、八以「可見光」遙測，合成孔徑雷達因為觀測波段可以穿透雲層，全天候皆可使用是其優勢之一。

除了遙測衛星以外，發展「通訊衛星」也是國家太空中心的重要計畫。目前正在執行兩枚 B5G（Beyond 5G）衛星計畫，目前規劃 2025 可以發射第一枚；在研發上，衛星可以分成本體（Bus）與酬載（Payload）兩部分，對於臺灣首次自主發展通訊衛星，吳宗信表示，在衛星本體上，國家太空中心已經有一定的自製能力，「臺灣幾乎能百分之百自主研發了。」

至於 B5G 衛星的酬載部分，例如通訊模組等等，則正與工研院資通所合作，並與產業界一同發展相關技術，也希望未來能達到高度自主的研發能力。

臺灣太空產業要升級，得先著手打造「環境」

為了國產衛星載具的目標，吳宗信在 2012 年於交大成立了前瞻火箭研究中心，但這些年來前瞻火箭其實經營的非常辛苦。過去幾年，前瞻火箭大約募得一億六千萬新臺幣，製造火箭的技術也達到能讓火箭在空中懸浮的水準，但這似乎已經達到學校單位能做的極限，若要繼續發展下去，在人、時、地、物的支援都需要有更大的規模，然而學校不是企業或是國家單位，學生有自己的前途，因此難以留住人才。

另一方面，很多大學研究室在做的東西，由於相對單純，需要控制的變因很少，可以相對簡單的透過改變某一個部分就能夠看到效果，同時也可能只需要幾個學生合作就能夠完成。但火箭與衛星可不是這樣，它需要數百人的團隊合作，而一個系統可能有一萬個零件，只要一個螺絲做得不對，整個系統就會失效。這樣的工作，沒有一個由全職工作者組成的團隊，是很難完成的。

也因為火箭研發在學界內缺乏資源及環境，今年 8 月甫接任國家太空中心主任的吳宗信，在「換了位置卻沒換腦袋」的情況下，轉換跑道繼續推動臺灣的太空產業發展，捲起袖子，誓言把臺灣的太空產業環境建立起來！

建立產業基石，是國家機關的重責

吳宗信表示，過去開發火箭跟很多廠商合作的過程中，他也將臺灣的產業掃過一遍，發現臺灣的太空相關產業鏈其實深度及廣度兼具，甚至有許多廠商原本就有接到歐美國家訂單生產太空相關零組件，只是基於保密協議廠商不能宣傳。

那既然臺灣並非沒有發展太空產業的能力，以前為什麼不做呢？吳宗信說，就像是廣告中的一段經典台詞：「阿伯，失火了你怎麼不跑？」「啊腳麻是要怎麼跑？」由於沒有適當的發展環境與法規，很多事情就無法順利進行，像是不久前晉陞公司的飛鼠一號火箭在國內無法順利發射，就是實際的例子。

因此吳宗信認為，雖然國家單位的效率一定不比有生存壓力的私人公司，但國家卻能夠改善整體產業的發展環境，「就如同廚師要煮出好菜，也要先有廚房和爐具。」而在未來的太空產業中，廚師是民間廠商，那麼國家的角色就是幫忙把廚房準備好。像是目前完成立法的《太空發展法》、以及未來國家火箭發射場的設立等，就是建立太空產業發展基石的重要工作。

同時，與民眾、民代的溝通，也是發展太空產業非常重要的一環，吳宗信也提到，讓事情清楚透明，是讓大眾與民意代表從懷疑到支持的關鍵。

打造臺灣太空港：實現「南火箭北衛星」願景

隨著全世界太空產業的發展，未來也充滿不同的可能性，像是 SpaceX 有提出利用星艦（Starship）火箭系統，進行長程國際航班的構想，如同現代的港口與機場，未來臺灣可能會需要「太空港」來滿足各種火箭發射的需求。而太空港也會需要對應的後勤設施，並且可以結合太空產業科學園區，讓國內外的太空公司設廠製造火箭與衛星。

另一方面，這樣的太空港也可以結合地方特色發展觀光，「說不定以後每個臺灣的年輕人成年禮，都可以去參觀火箭發射和國家太空博物館」吳宗信說道。

吳宗信也提出了「南火箭、北衛星」的構想，期許未來臺灣南部能成為火箭研發、生產與發射的重要基地，而北部則可以延續過去國家太空中心發展衛星的基礎，成為衛星發展重鎮。 

投資太空不是豪賭，科研走的每一步都算數！

吳宗信表示，在太空產業發展上若政府願意帶頭出來衝，民間會有更多企業投入太空產業。

吳宗信說，過去臺灣在不同產業的嘗試，有半導體業的成功案例，但也有許多投入資源卻沒發展起來的產業。但投資本來就不可能穩賺不賠，也不能永遠固守既有的優勢產業。現在太空產業出現了機會，並不代表做了一定會成功，「但不做就完全沒有機會了。」

另外，太空產業的發展最終不論是否能開花結果，投入資源訓練出來的人才、發展出的技術其實都能應用在不同領域。像是 1960 年代的美國，就因為阿波羅登月計畫所需，大力推動如 IBM 等民間電腦公司的快速發展，「科技就是這樣一步一腳印創造出來的。」

如果想要進入太空產業，可以怎麼準備？

跨領域合作在太空產業非常重要。吳宗信說明，在衛星方面，大約有三分之二與電機和資訊工程相關，而火箭方面，則是有三分之二與機械、材料與結構等等相關。因此對於有志在未來投入太空產業的學生，航太系會是很好的選擇，但很多理工科系也都與太空產業有關，職涯發展上不會因「非航太系」而受限。

吳宗信也鼓勵對於太空產業有興趣的大學生在本科系繼續學習的同時，可以在大三大四去修一些與衛星、推進等等課程，接著研究所再到國內外相關系所深造。

而職場的選擇，則要取決於自己想要「怎麼參與太空產業」，像是進入一家太空產業鏈上製造特定零組件的公司，也是參與太空產業的一種方式，而若是想接觸更完整的太空產業，則可以選擇到做系統整合的公司或是太空中心就職。

火箭與衛星都是複雜的「系統工程」

火箭與衛星的研發製造，都必須整合很多不同次系統，是一門非常精密且嚴謹的系統工程。以火箭系統為例，推進、結構、航電、軟體、硬體和通訊等系統缺一不可，這些系統各自都是不同的專業，但系統間又要能完美的配合，若火箭上任何系統無法順利運作或配合，這支火箭就跟「沖天炮」差不多了。

而臺灣的大學科系目前在授課上較少有「系統工程」的規劃，每個不同專業的領域各做各的就像是一個樹林裡，「有些人種芒果，有些人種龍眼，每一群人都很擅長照顧自己的作物，但卻不知道樹林裡還有哪些水果。因此就需要有人開直升機從上往下看，看看到底有哪些資源，並且對其他領域稍微多懂一些，才能有效的整合。」

吳宗信強調，系統工程就是「不能見樹不見林，更要『見樹又見林』」。也因此，吳宗信也期待未來臺灣能有「太空系統工程」碩博班的設立，以培育更多產業所需的太空人才。

從打橄欖球到做火箭，那些同樣重要的事

訪談中吳宗信也分享自己在臺大時期是橄欖球隊一員，主打九號傳鋒^[註]位置的吳宗信笑著說：「那時候我這個體格，在全臺灣高中以上的橄欖球員中應該就是我最輕，不到 50 公斤，但憑著快速靈活的身手，也能成為球隊中重要的一員。橄欖球很好玩，在倒地之前只能將球往後傳，一定要球傳下去，任何位置都很重要，我也在那邊學到很多團隊合作精神。」

吳宗信表示過去做火箭時，有好幾次測試中火箭摔在地上，甚至斷成兩截，面對不斷失敗產生的壓力，其實對身體及精神都是折磨，這些挫折也曾讓團隊懷疑過，自己到底要不要繼續做火箭？但就如同橄欖球場上的磨難，但當很多人一起做事時，就可以分工合作，克服很多困難與阻礙。

而不論是打橄欖球或是做火箭，吳宗信說，他很喜歡扮演「箍桶」（臺語：khoo-tháng）的角色，也就是木桶上的鐵環。因為有了箍桶將木片整合在一起，木桶才不會散掉，就像是系統工程中，要將不同次系統整合串聯一樣。

註解

• 註 1：「傳鋒」是橄欖球隊型的九號位，在多數的比賽中，Scrum-half 擔任從前鋒群中接過球並傳給後衛的角色。他們善於團隊溝通，特別擅長指揮前鋒，主要目的是提供後衛群穩定俐落的傳球。

今天（2016.4.15）是福爾摩沙衛星三號（福衛三號）的 10 歲生日，這個由 6 顆微衛星組成的「氣象資料蒐集員」，10 年來勤奮的繞著地球量測全球的溫度、壓力、水氣等資料，成為氣象預報的重要資料來源。這豐富的資料庫還幫我們做了不少「國民外交」，全球氣象資料效益評比，雖然不是南波萬，但也已經是 Top 5。

如果直接說福衛三號是氣象衛星，對於它的功用，你可能第一個想法是：「就是氣象預報的衛星雲圖齁！」恭喜你……答錯了！福衛三號並不像是一個照相機，可以拍到一個颱風跑過來的畫面，若是打開它的資料庫，你可能只能看到一堆枯燥的數字。這些數字其實是福衛三號測量到的溫度、壓力、水氣等資料，我們所看到氣象預報的圖，是氣象學者透過分析這些數據去畫出來的。

福衛三號團隊中的任務科學家蕭俊傑說，福衛三號最大的貢獻就是我們一次發射六顆微衛星，形成一個衛星星系（Constellation）覆蓋整個地球，每一顆衛星在繞地球的過程中就能不斷收集全球各地的資料。目前已有超過 80 個國家，3000 多個科學家或氣象單位在使用福衛三號的資料庫，「這相當於替台灣做了十年的國民外交」，蕭俊傑說。

可是，福衛三號位於 800 公里的高度，怎麼量測到地球的氣象資料？其實，它是透過「掩星觀測技術」來蒐集這些資訊。簡單來說，兩顆衛星原本因為地球的阻隔看不到彼此，但卻收到了對方所傳來，原本應該直線前進的電磁波訊號，這表示電磁波經過了偏折，才得以轉變方向，到達另一個衛星的位置。電磁波的偏折，是因為電磁波由太空無介質的狀態，進入充滿介質的大氣層所造成的。（就像我們看到插入水杯中的筷子好像折斷了，事實上只是光線從空氣進入水中的折射現象。）

福衛三號衛星蒐集的訊號來自於原本就圍繞在地球外的GPS 衛星，這些 GPS 衛星的無線電訊號通過地球大氣層時産生折射，再被福衛三號的天線所接收。福衛三號就能根據收到的訊號，回推無線電經過地點的溫度、壓力和水氣等資訊。 福衛三號繞著軌道運行的過程中，可以接收到不同顆 GPS 衛星的訊號，在福衛三號最好的狀態下，每天大概可以收到超過 2500 筆資料（目前已經老化，沒辦法收這麼多筆資料了！）。

以往用掩星觀測技術接收的天氣資料大多停留在研究層面，但是台灣卻將整個氣象衛星星系建立起來，並且將這些資料公開給全球免費使用。

衛星發射不能射後不理 光讓 6 衛星就定位就花超過一年

福衛三號的六顆衛星由同一支火箭載上太空，這並不稀奇，但接下來這六顆衛星將如何平均分佈，才能收到全球的資料？

蕭俊傑說，當衛星和火箭在太空脫離的時候，衛星會以火箭當時的速度繼續往前飛行，受地球引力的影響繞著地球作圓周運動。這時六個衛星會在同一個軌道面上排排站，但這種站法，所有衛星接收到的都是同一個軌道面的資料。依照規劃，它們六個必須平均分配到地球的六個軌道面。看來發射成功後，太空中心團隊不能只是擁抱歡呼，還得花一年多的時間讓這六個衛星各就各位。

火箭發射後將福衛三號帶到 550 公里左右，人造衛星在這個高度開始作圓周運動。但是由於地球並非正球形，地心引力不是剛剛好指向球心，就會造成繞地球軌道運行的衛星產生偏移。在 550 公里的福衛三號，軌道面每天會偏2.3度，這給了團隊一個機會將六顆衛星分開。

當衛星飛得越高，受到地心引力造成軌道面偏轉的現象會越小。當福衛三號飛在 800 公里的高度時，每天偏轉的角度就只剩 2 度。蕭俊傑說，運用這 0.3 度的差距，我們只要將六顆衛星中的一顆移到 800 公里高度，90 天過後這兩個不同高度的衛星運行的軌道面就差不多相差 30 度。也就是說，科學家每 3 個月移動一次衛星的高度，要經過 15 個月的時間才可以將六顆衛星安置好，讓他們可以包圍整個地球。

這概念聽起來很簡單，好像只要時間到開一下衛星的引擎，讓它飛到達定點再停下來就好。這你就大錯特錯了！「550 公里飛到 800公里，說得簡單，但其實很難。」蕭俊傑說，福衛三號是藉由噴氣來讓自己往上升，但衛星一噴氣很容易翻覆，因此每次往上飛一下就需要趕緊檢查衛星的「姿態」，是否偏離或翻覆，如果有這些狀況就需要進行調整。

這些調整並不是隨時都可以執行。在地球的操控團隊，只能在衛星經過接收站時才能和衛星聯繫，並且交代衛星接下來要進行的任務。福衛三號環繞地球的方式為通過南北極的「繞極衛星」，每次環繞的週期大約為103分鐘，經過接收站的時間差不多只有 10 分鐘，因此團隊得抓緊時間好好把握這寶貴的「通話時間」。（怎麼好像在等著打電話的阿兵哥～）

當太空中心每次操控這個「佈軌任務」可以說是如臨大敵，希望確保衛星們都可以順利、準時到達 800 公里的高度。蕭俊傑說，這段時間團隊需要24小時輪班不斷監控，要在衛星接觸接收站前 20 分鐘集合，接收訊號 10 分鐘，結束後還得需要針對問題討論。推一顆衛星上 800 公里要花多久的時間？蕭俊傑說，如果衛星不聽話，花上好幾天都有可能，就要看情況順不順利，而累壞了但又不敢鬆懈的團隊們，則是抓緊時間在中間空檔小歇一會，準備下一輪的衛星通訊。

在佈軌任務的過程也是有一些沒那麼完美之處，其中一顆衛星就沒有順利到 800 公里，僅達到 700 多公里的高度。雖然如此，但也不太影響福衛三號六顆衛星全球包覆的計畫。

為什麼要讓遠在天邊的衛星，告訴我們地面天氣狀況？

但為什麼我們需要六個遠在800公里外的衛星，來告訴我們地球的溫度、壓力、水氣，地面量測不是比較準嗎？我們一般拿溫度計量測室溫，頂多就是知道這個空間內的溫度。但對於福衛三號所測到的一筆訊號，其實是從地面到 40 公里之間每 100 公尺的溫度、壓力和水氣資料，這就是在地表量測所沒有辦法做到的。此外，地球許多地區沒有人居住，如太平洋等海洋中央、極區等，我們也不可能特別到這些地區設很多氣象站，也使得這部分的天氣資料總是比較少。但透過福衛三號的資料，我們就能彌補這部分的缺漏。

福衛三號的資料對於我們最最直接的幫助，就是中央氣象局能夠根據這些資料進行每天的天氣預報。即使福衛三號是太空中心所進行操控，但是它儲存氣象資料的主機卻不設在太空中心，而是在中央氣象局，就是為了要讓氣象預報員能更迅速獲取到最新的資訊。

福衛三號老了  年輕壯丁七號將接棒氣象任務

經過十年，福衛三號逐漸老化，目前六顆衛星只剩下五顆還有固定在和地面接收站聯繫，接收到的資料量也下降。太空中心的團隊會這樣坐視不管嗎？當然沒有。太空中心目前也已經在準備福衛七號，即將接替福衛三號的任務，繼續收集全球的天氣資料。

福衛七號當然也不只是新的福衛三號，它也希望可以能提供更多的氣象資料。

前面我們說到福衛三號是「繞極衛星」，不管是哪一顆都會經過南北極，這樣得繞行方式也使衛星在靠近極區、高緯度地區蒐集到的資料點較多。而台灣偏偏就是處於低緯度，這樣的氣象資訊蒐集其實對於我們自己較不優，但要怎麼改善呢？

福衛七號這次預計要組成 13 顆衛星的星系，有 7 顆仍像三號一樣繞南北極，但有另外 6 顆將以「低傾角」的方式運行，也就是這些衛星將不再經過南北極，而是比較偏向繞行赤道的較低角度繞行，藉此也就能增加中低緯度的資料蒐集。蕭俊傑說，以往三號的接收站主要是在北極，但當這新的低傾角運行的衛星不再經過北極，就得尋找新的接受站。不只如此，這樣的運行模式將會是「地球也在轉，衛星也在轉」，接收訊號的地點不再只是北極，時間也不再是固定的每 103 分鐘一次，這會造成地表的操作團隊「時間表大亂」啊！

福衛三號發射滿 10 周年，原先只預期它執行 5 年的任務，現在已經整整增加了一倍的時間。在祝它生日快樂之餘，也感謝這一組衛星讓台灣對於全球氣象有相當大的貢獻。現在距離福衛七號升空，並且完成佈軌還有一段時間，請福衛三號與太空中心團隊再繼續加油囉！