「福衛七號」是由6顆衛星組成的氣象衛星系統，由臺灣國家太空中心與美國國家海洋暨大氣總署（National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA）共同合作。從2010年臺美確立了計畫目標、2019年發射升空，到2021年完整布局所有的衛星位置，前後耗費約10年多的時間。
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<h2>臺美國際合作 打造先進氣象衛星星系</h2>
福衛七號與福衛五號的研製時程高度重疊。福衛五號的目標是自主研製衛星及元件，而由於人力有限，福衛七號本體委託英國的廠商製造，衛星上的酬載（儀器）由美國提供，國家太空中心則專注在系統規劃、整合驗證及地面操控軟體方面的開發，發射由美方買單。「美國、英國、臺灣的時差正好各差了8小時，要找到一個適合大家一起開會的時間真的很難！」身為國家太空中心副主任、福衛七號計畫主持人朱崇惠副主任笑著表示，「現在講起來很輕鬆，可是當時真的很辛苦！」合作溝通的困難不是只有時間而已，福衛七號這類大型的國際合作計畫有許多不同類型單位參與，包括政府機構、傳統企業以及新創公司。不同類型單位的文化差異很大，因此排定問題優先順序，從中穿針引線、找出彼此都能接受的方案，都是朱崇惠副主任身為計畫主持人努力的課題。
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<h2>電波掩星技術觀測 提升氣象預報準確度</h2>
福衛七號與它的前輩「福衛三號」一樣是氣象衛星系統，同樣都是由6顆衛星構成，但福衛七號大了許多而且功能更強大。這兩個衛星星系的主要任務目標都是氣象預測、電離層監測及氣候變遷研究。因此它們在國際上的另一個代號分別為「COSMIC-1」和「COSMIC-2」，正式名稱為「氣象、電離層及氣候之衛星星系觀測系統」（Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere and Climate）。
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福衛七號是如何得知氣象資訊的呢？想像一下：直接望向太陽會看到很亮的白光；戴墨鏡看則會看到黯淡許多的光；透過有色玻璃甚至會看到不同顏色的光。太陽本身發出來的光是一樣的，但隨著光經過的介質不同，我們看到的光就會有差異。
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「無線電掩星」（radio occultation）技術就類似上述例子，藉由比較「直射的無線電波訊號」和「接收到的折射無線電波訊號」差異，就可以推知「訊號經過了什麼樣的介質」。不過福衛七號使用的訊號源不是太陽，而是另外一個穩定的、幾乎隨時都能接收到的訊號：美國的「全球定位系統」（Global Positioning System, GPS）和俄國的「全球導航衛星系統」（Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema, GLONASS）。GPS和GLONASS加起來有幾十顆衛星，遍布在20,000公里左右的地球軌道上。這些衛星發射出來的訊號，穿透不同溫度、壓力或濕度的大氣層的過程中會發生折射，影響訊號抵達福衛七號時的「角度」以及「花費時間」，利用分析訊號特性，科學家們就能回推地球上空的溫度、氣壓、濕度或電子密度等數據。
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福衛七號的「姿態」要盡可能保持固定，才可穩定運作、讀取氣象資料。為了達到這個目的，福衛七號上搭載的太陽能板可以獨立運作，像向日葵一樣會自己調整、面向太陽。科學儀器就可以在固定姿態下讀取資料。「福衛三號平常也很穩定，但是偶爾就會抖一下。」福衛七號計畫主持人朱崇惠副主任表示，「所以我們這次針對姿態特別做了改進！」不同的任務需要不同的設計，太陽能板也不例外。像福衛五號是一顆「遙測衛星」，任務是對地面拍照。太陽能板在轉動的時候可能導致些微震動，這個震動對氣象觀測影響較小，但對拍照而言就是個致命傷，連用手機拍照都要防手震了，更何況是衛星拍攝照片。因此福衛五號的太陽能板就不像七號會自己「追日」，而是固定在衛星上。
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<h2>臺灣MIT 新時代氣象衛星「獵風者號」</h2>
初期，福衛七號在設計的時候，共有13顆衛星，分為兩組：6+(6+1)。第一組就是已經發射升空的6顆衛星，它們橫繞地球（類似緯度線）、量測中低緯度地區的大氣溫度、濕度、壓力等。第二組6顆衛星與第一組類似，不過是直繞地球（類似經度線）。可惜後來美國政策方向改變，取消了第二組的計畫。
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第二組+1的單顆衛星是太空中心自主發展的衛星，量測的標的比較特別，是量測「風場」的衛星，因此被命名為「獵風者號」（TRITON）。預計於2022年發射，得到的風場資料再結合原先福衛七號的溫度、濕度、壓力等，將能大幅度地增進氣象預報的準確性。
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福衛七號能夠不受雲層、水氣遮蔽，監測大氣層中最接近地表的「邊界層」，也就是我們日常生活天氣變化發生的地方。平均每天都新增500多筆氣象資料，這些知識對於全世界而言都是重要的資產，除了讓天氣預報更準確以外，還能增進太空天氣的了解。2020年國立成功大學就從福衛七號的資料中，發現南極平流層暖變，竟然能影響臺灣等低緯度地區的電離層，造成異常震盪。福衛七號6顆衛星目前均在各自的任務軌道上穩定運作中，期待能持續協助太空天氣的監測與預警。
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（客座總編輯 <a href="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/">|國立中興大學電機工程學系講座教授 林俊良教授</a>；研究顧問團隊 | 國立成功大學航空太空工程研究所特聘教授 苗君易、國家實驗研究院國家太空中心 黃楓台、中央研究院物理研究所 張元翰、國立中央大學太空工程與科學系所長 趙吉光；責任編輯 | 段芊卉、葉于甄）

臺美國際合作的福衛七號。圖片來源／國家太空中心

福衛七號6枚衛星軌道布署圖。圖片來源／國家太空中心

福衛七號觀測資料分布圖。圖片來源／國家太空中心

無線電掩星示意圖。圖片來源／ Pline -own work CC BY-SA 3.0