福衛五號CMOS光學酬載 全球首創百分百MIT

2015-05-12 

〔記者湯佳玲／台北報導〕國家太空中心運用台灣半導體產業優勢，做出全球第一顆太空級CMOS影像感測器，全部光學遙測酬載是百分百MIT（台灣製造），裝置於福爾摩沙衛星五號上，明年第一季發射升空，扮演遙測任務。國家太空中心福衛五號計劃總主持人張和本表示，國際間傳統的遙測衛星所使用的是CCD（電荷耦合元件）感測器，但列為出口管制品，「如果人家不賣你，就只能被別人掐著、或是給你次級品」。因此太空中心思索運用台灣半導體產業、已經既有的CMOS（互補式金屬氧化物半導體） 製程優勢，發展出全球第一顆應用在太空遙測的線型CMOS感測器，解析度黑白兩米、彩色四米，具有省電、系統電路容易整合的優點，成為太空技術的國際領先者。  黃柏瑄說：「這一切都是從0開始，不知道該怎麼做，只能用猜的，猜國外的光學遙測酬載怎麼做，猜每一個細節國外可能怎麼做。」50人的團隊集思廣益，畫一張 張的設計圖，畫了又錯、錯了又畫，材料與技術一個一個試，一項一項克服，例如必須要能承受火箭發射時25Ｇ的巨大衝力，若將光學酬載鎖在衛星上，直徑45 公分的主鏡易變形失焦，團隊因此從變形2微米，試到1微米、再試到0點1微米，最後以先進的膠合技術，讓變形量小於10奈米。為了能讓 CMOS光學酬載在負200度～200度的太空環境正常運作，酬載外部包覆多層絕熱膜，內部以51顆溫度感測器與39片加熱片，讓其恆溫控制在20度Ｃ左 右；極精確的光學校準使其主鏡與次鏡的角度誤差小至相當於從台北看墾丁一間透天厝的視角，終於歷經5年時間完成所有測試。國家太空中心主任 張桂祥表示，這是全球第一顆應用於遙測衛星的CMOS影像感測器，也是首枚百分之百全由台灣自製的光學遙測酬載，已裝載在福五遙測衛星上，可應用在國土安 全、科技外交、防災勘災、科學研究等，預計明年第一季於美國范登堡基地發射升空，未來每兩天通過台灣一次。如果屆時福衛二號還在，將可與福二組成星系，將 對時間解析度有很大幫助。

衛星自主大跨步　福衛五號明年Q1將升空

2015年05月12日

預計明年第一季發射升空的福爾摩沙衛星五號（福衛五號），現正進行最後階段的系統測試工作，國家實驗研究院今天對外公布100%由國人自主研製完成的光學 遙酬載測，未來將在720公里的高空上對地表拍照，提供地表解析度2公尺的黑白影像，等於在720公里高空，可看到地表2公尺大小的東西。國 研院院長羅清華說，福衛五號是第一顆自主發展的光學遙測衛星，百分之百是國人自製，也是全球首次把CMOS感測器送上太空，今天公布的光學遙測酬載，從設 計到完成歷時5年，目前正進行最後階段的系統測試工作，預計今年底完成所有衛星測試作業，隨即啟程運往美國加州范登堡空軍基地，預計明年第一季發射升空， 接替福衛二號的衛星任務。國研院指出，福衛五號的光學酬載主要由「遙測取像儀」、「聚焦面組合件」、「電子單元」等三個次系統組成，遙測取像儀是一顆大型太空級望遠鏡頭，使用的光學架構為折反射式的卡賽格林式望遠鏡，其中最大的主鏡片直徑達45公分，是國內所製造最大型的非球面鏡片。

此 外，國研院表示，「聚焦面組合件」的核心為互補式金屬氧化半導體（CMOS）影像感測器，由國研院與微像科技合作研發，長、寬分別為12公分、2.4公分 公分，含有5條長達12公分的線型感測器列，是全球第一顆應用於太空對地遙測的線型CMOS影像感測器，該技術未來將是遙測的主流。國研院太空中心主任張桂祥說，衛星科技是各國管制，過去5年來最大挑戰，就是技術的門檻，經歷重重難關與技術瓶頸，才完成光學鏡片的製造與驗證，而在解析度部 分，福衛五號的黑白解析度2公尺和福衛二號一樣，但是彩色解析度為4公尺，比福衛二號好上一倍，未來福衛五號將與福衛二號共同提供更好的遙測影像。

福衛五號光學遙測規格。許敏溶攝