B5G 智慧通訊未來趨勢 成大團隊開發立方衛星「IRIS-A」 順利登上太空完成通聯
文／張怡婷 圖／成大電機系教授莊智清
「IRIS-A」立方衛星目前於太空中順利執行任務
國立成功大學電機工程學系團隊開發出「IRIS-A」立方衛星，2022 年 1 月 13 日晚間（臺灣時間）在美國佛羅里達州藉由獵鷹 9 號（SpaceX Falcon 9）運載火箭順利發射至太空，佈放至 500 多公里高度之軌道，並迅速於隔（14）日白天即順利於地面站與「IRIS-A」立方衛星完成通聯。經歷十多天之努力，此一衛星之發射與早期軌道階段（Launch and Early Orbit Phase, LEOP）已順利完成，衛星狀況正常，將持續進入任務操作與實驗階段。
IRIS-A 立方衛星為成大電機工程學系教授莊智清帶領跨國學生團隊自行設計開發的兩公斤級立方衛星，長、寬、高分別為 10 公分、10 公分、20 公分，是成功大學繼 2017 年成功發射鳳凰（PHOENIX）立方衛星後，另一項航太科技的重大創舉。
電機系莊智清教授（中）帶領成大跨國團隊開發「IRIS-A」立方衛星
莊智清指出，鳳凰立方衛星 2017 年升空後成功運行兩年，在 2019 年正式卸任，為成功大學打下良好航太科技基礎，也因此 2018 年起成大團隊便在科技部的資助下執行「智能遙測聯網立方衛星關鍵技術發展整合與飛試」計畫，開發 IRIS 系列之立方衛星。IRIS 全名為 Intelligent Remote sensing and Internet Satellite 為兼具智能遙測與物聯網功能之衛星。今年第一枚立方衛星「IRIS-A」如預期成功發射與通聯，顯示整體衛星系統與各功能模組之技術成熟程度（Technology Readiness Level, TRL）達到相當高之等級，是相當不容易的事情。
IRIS-A 立方衛星被佈放在 500 多公里高度的軌道上，在正常運作的情況下，預估衛星運行期程約 6 至 7 年，其任務目標是在太空中展示物聯網（IoT）通信技術，目前已經可取得立方衛星的追蹤資料、衛星定位資訊以及各部件狀態數據。
近年來討論度相當熱烈的 5G 通訊技術，集結高頻寬、低延遲、多連結的三大特點，實現智慧醫療、智慧交通、智慧城市等應用發展指日可待。隨著 5G 與 B5G（Beyond 5G）技術的發展，低軌道（Low Earth Orbiting, LEO）衛星通信亦受到相當大的重視。莊智清提到，5G 的基地台所涵蓋範圍較為狹隘，在通訊方面容易出現盲點或是中空地帶，這部分通訊衛星就能補足地面 5G 通訊系統的不足。而通訊衛星中，立方衛星輕薄短小、發展期程短且機動性較強的特性，有助於衛星通信的發展，未來在一些偏鄉、海面的救援服務，人員或物件之追蹤等就很適合應用衛星來達到無遠弗屆、無縫接軌的通信。
IRIS-A 立方衛星從設計、製作、整合、測試、到發射後的操作、應用等皆在成功大學完成。團隊一路走來，莊智清也提到，在 2018 年開始執行計畫時，菲律賓大學（University of the Philippines, Diliman）即表達高度關注與重視，更啟用該校自己的獎學金資助兩位學生到成大來就讀與交流，除了菲律賓，團隊裡更有來自泰國、瓜地馬拉、法國等國學生加入，團隊組成相當國際化。IRIS 之執行也適度結合國內學術與產業能力以精進我國整體太空產業之能力，共同參與成員包含臺灣科大李佩君教授、空軍航空技術學院壽鶴年教授、捷揚航電與雷斯康國際等。
「IRIS-A」立方衛星組裝前
現階段 IRIS-A 立方衛星的電壓、電量、溫度等系統檢測都相當良好，莊智清說，「我們很開心可以宣告第一階段的發射與早期軌道階段順利成功！」接下來將會進入酬載操作階段。IRIS-A 立方衛星採用太陽同步軌道，因此到達臺灣上空的時間雖不固定但是可預期，團隊通常會選擇仰角較高、通訊情況較好且通聯時間較長的情況進行通訊，每日 IRIS-A 立方衛星平均會通過地面追蹤站上空 4 次左右。成大地面追蹤站位於歸仁校區，因應疫情之情況，團隊已發展遠端通聯系統可以於滿足資訊安全的前提下於異地操控衛星。
立方衛星輕薄短小、發展期程短且機動性較強的特性，有助於衛星通信的發展
除了後續操作「IRIS-A」，成大團隊也持續執行「IRIS-B」及「IRIS-C」立方衛星的計畫，預期於 2023 年發射升空執行任務，「IRIS-B」的任務目標在於演示在軌智能遙測數據處理，透過於衛星上執行之人工智慧與影像辨識技術，以有效地鎖定感興趣區域（ROI）來增加任務之靈活性；「IRIS-C」將會著重於驗證關鍵元件在太空環境的真實性能。期待後續 IRIS 立方衛星皆能順利升上太空執行任務，對於我國太空產業之發展包含關鍵技術之在地發展、優質太空領域人才之培育以及跨領域系統整合技術之落實產生正面效益，也為社會締造更多福祉。
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新聞中心
更新日期:
2022-01-27
