2 地球的衛星

1 地球的磁場

「地球」擁有適度的「磁場」，推測「地球」的「磁場」是起因於液態「外地核」中的電 流。「太陽風」與「地球」的「磁場」及「外層大氣」交互作用，因而產生「極光」。

電影《地心毀滅》（The Core、2003）描寫「地球」的「核心」因為不明原因停止轉動，導致

「地球」的「磁場」（Magnetic Field）急速瓦解，全球各地都出現異常的災難。於是科學家們出動 地心航艦，深入「地球」的「核心」引爆核彈，使「地核」再度轉動，重新產生「磁場」，避免世 界末日的來臨。

《范艾倫輻射帶》 （Van Allen Radiation Belts）

「太陽風」與「地球磁場」的交互作用也造成了「范艾倫輻射帶」。

1958年2月1日，美國第一枚人造衛星「探險家一號」（Explorer 1）發射升空，在「地球」的外 側偵測到強烈的輻射區域，以計劃主持人范艾倫（James Alfred Van Allen，1914-）博士的名字來命 名，稱為「范艾倫輻射帶」（Van Allen Radiation Belts）。

「范艾倫輻射帶」是環繞著「地球」的成對「環狀帶」，外型就像是「甜甜圈」或「輪胎」，由

「電漿」（離子氣體）組成。

「范艾倫輻射帶」粒子的主要來源是被「地球磁場」俘獲之「太陽風」粒子，這些帶電粒子在

「范愛倫輻射帶」兩轉折點間來回運動。

當太陽發生「磁暴」時，地球「磁層」受擾動變形，而侷限在「范艾倫輻射帶」的「高能帶電 粒子」大量洩出，並隨「磁力線」於「地球」的極區進入太氣層，激發空氣分子產生美麗的「極光

」。

「范艾倫輻射帶」共有兩圈，分別為「內輻射帶」與「外輻射帶」。

內輻射帶：位於「地球」表面上空7,600～13,000公里之間，約1.1～3.3個「地球半徑」，強度最強在

2個「地球半徑」處，緯度範圍約+40°。主要是由高能「質子」組成，稱為「內輻射帶

」（Inner Radiation Belt）。

外輻射帶：位於「地球」表面上空19,000～41,000公里，約3～9個「地球半徑」，強度最強在4個「

地球半徑」處，緯度範圍約為+50°～60°。主要是由高能「電子」組成，稱為「外輻射 帶」（Outer Radiation Belt）。

范艾倫輻射帶（Van Allen Radiation Belts）

2 地球的衛星

「地球」只有一個「天然衛星」就是「月球」（Moon），「月球」距離「地球」38萬4千公里，

半徑1,738公里，質量是7.35×10²²公斤。

地球（Earth）＆ 月球（Moon）

1846年3月21日，法國．土魯斯（Toulouse）的雷朋（Lebon）與達西爾（Dassier），及Artenac 的拉芮維爾（Lariviere）宣稱觀測到「地球」的「第二個月亮」（Second Moon）。

1846年，法國「土魯斯天文台」（Observatory of Toulouse）主任佩提（Frederic Petit，1810-1865

），正式宣佈發現了「第二個月亮」。

佩提計算出「第二個月亮」的軌道為「橢圓形」，週期為2小時44分59秒，其「遠地點」（Apogee

）距離地表3,570公里，「近地點」（Perigee）僅高於地表11.4公里。但法國天文學家勒維耶（Urbain Jean Joseph LeVerrier，1811-1877）認為數據大有問題，因為軌道高度太低，計算時必需考慮空氣

美國一群科學家認為「地球」早期可能曾經有兩個「月亮」同時存在，而且另一個「月亮」很可 能繞行「地球」數千年之久。

經由電腦模擬當年「月球」形成的過程，認為當時的兩個「月亮」是在不到一年之間，由塵土 及另一星球的碎片所產生。

3 人造衛星（Satellite）

到目前為止，「地球」除了一個「天然衛星」（月球）之外，還有數以千計的「人造衛星」正在 繞「地球」運轉，這些衛星的用途包括「科學衛星」、「通信衛星」、「軍事衛星」、「氣象衛星」、「 資源衛星」、「導航衛星」與「星際衛星」……等。

歷年來，一些重要的「人造衛星」如下；

史潑尼克一號（Sputnik 1）：1957年10月4日，蘇聯發射世界上第一顆人造衛星「史潑尼克一號」。

史潑尼克一號（Sputnik 1）

「史潑尼克一號」在太空中不斷的向「地球」發送了三個星期「嗶．嗶．嗶」的聲音訊號，直 到其化學電池喪失功能為止。

1958年1月4日，在發射後的92天返回大氣層，總共環繞「地球」約1,400圈，軌道高度約600～

947公里。

電影《鐵巨人》（The Iron Giant，1999）就是以蘇聯的「史潑尼克一號」做為開場。

史潑尼克二號（Sputnik 2）：1957年11月3日，蘇聯的「史潑尼克二號」，將一隻名為萊卡（Laika

）的小狗送上太空，這是人類首度將生物送上太空。

史潑尼克二號（Sputnik 2） 萊卡（Laika）

「史潑尼克二號」重508公斤，比「史潑尼克一號」重6倍之多，於軌道中運行近162天，直至 1958年4月1日為止。

「史潑尼克二號」所攜帶的小狗萊卡為一隻母狗，重約6公斤，原計畫預計生活10天，但由裝 設於艙內之電視攝影機獲知，萊卡僅在太空軌道中存活約2天之久。

萊卡於飛行途中不停的吠叫，偶爾亦吃些食物，但由於裝載容器無法成功地自推進器分離，導致 溫度控制系統失靈，因而產生高溫不幸死亡，蘇聯後來對於萊卡之犧牲，授與「殉難烈士」的崇高 尊榮。

探險家一號（Explorer 1）：1958年2月1日，美國第一顆人造衛星「探險家一號」發射升空，是第 一艘成功探測到「地球」的「磁氣圈幅射」及「范愛倫幅射帶」。

泰洛斯一號（TIROS 1）：1960年4月1日，世界上第一顆氣象衛星「泰洛斯一號」發射升空。「泰洛 斯一號」於「地球」上空700公里處的軌道，傳回第一幅「地球」的電 視影像。

泰洛斯一號（TIROS 1）

東方一號（Vostok 1）：1961年4月12日，蘇聯以「東方一號」將太空人蓋加林（Yuri Alexseyevich Gagarin

，1934-1968）送上太空，成為第一個進入太空的人類，即「太空人」（Astronaut

、Spaceman）。

東方一號（Vostok 1） 蓋加林（Yuri Alexseyevich Gagarin，1934-1968）

「東方六號」（Vostok 6）：1963年6月16日，蘇聯以「東方六號」（Vostok 6）將第一位女性太空人特 瑞斯克娃（Valentina Tereshkova，1937-）送上太空。

特瑞斯克娃（Valentina Tereshkova，1937-）

方紅一號：1970年4月24日，中國大陸

東 利用「長征一號火箭」（CZ-1F-01）於甘肅．酒泉基地，成

功發射第一顆人造衛星，成為世界上第五個能獨立發射人造衛星的國家。

東方紅一號

「東方紅一號」以20.009兆赫的頻率向「地球」發射《東方紅》樂曲，工程遙測參數與科學探 測數據……等。

中華衛星一號（ROCSAT-1）：1999年1月27日，「中華衛星一號」（華衛一號）於美國．佛羅里達州

．卡那維爾角，利用「雅典娜一型火箭」（ATHENA-1/LMLV1）順 利發射升空，是我國自主擁有的第一枚衛星，成為全球第33個擁有 衛星的國家。2004年12月，「中華衛星一號」更名為「福爾摩沙衛 星一號」（FORMOSAT-1）。

中華衛星一號（ROCSAT-1）∕福爾摩沙衛星一號（FORMOSAT-1）

「華衛一號」設計壽命為四年，任務壽命為二年、實際運轉則近五年半，攜帶「海洋水色照相 儀」（Ocean Color Image、OCI）、「電離層電漿電動效應儀」（Ionospheric Plasma and Electrodynamics Instrument、IPEI）與「Ka頻段通訊實驗酬載」（Experimental Communication Payload、ECP），並順 利完成三項科學實驗。

2004年6月16日，「華衛一號」功能發生異常，6月17日因電力耗盡而通訊失聯，結束其任務。

中華衛星二號（ROCSAT-2）：2004年5月21日，「中華衛星二號」（華衛二號）於美國．加州「范登 堡空軍基地」，利用「陶洛斯加長型火箭」（Taurus）順利發射升空。

2004年12月，「中華衛星二號」更名為「福爾摩沙衛星二號」（ FORMOSAT-2）。

中華衛星二號（ROCSAT-2）∕福爾摩沙衛星二號（FORMOSAT-2）

「華衛二號」攜帶「遙測照相儀」（Remote Sensing Instrument、RSI）與「高空大氣閃電影像 儀」（Imager of Sprites and Upper Atmospheric Lightning、ISUAL），目前已開始進行科學觀測。

福爾摩沙衛星三號（FORMOSAT-3）：預計2006年春天，於美國．加州「范登堡空軍基地」發射升 空。

福爾摩沙衛星三號（FORMOSAT-3）

「福爾摩沙衛星三號」（FORMOSAT-3/COSMIC）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、COSMIC）

，是由我國「國家太空中心」（National Space Organization、NSPO）與美國「大學大氣研究聯盟」

（University Corporation for Atmospheric Research、UCAR）共同合作執行，以建立全球大氣即時觀 測網。

「福爾摩沙衛星三號」預定一次發射六顆62公斤的「微衛星」（Micro-Satellite），分佈於「地 球」表面700～800公里高之不同軌道中，分別圍繞著「地球」運轉，組成涵蓋全球的低軌道「微衛 星星系」（Micro-Satellites Constellation）。

「福爾摩沙衛星三號」攜帶「全球定位系統氣象量測儀」（GPS Occultation Experiment、GOX

）、「小型電離層光度計」（Tiny Ionosphere Photometer、TIP）與「三頻段信標儀」（Tri-Band Beacon

、TBB），接收來自美國24顆「全球定位衛星」（Global Positioning Satellite、GPS）所發出的訊號，

觀測範圍涵蓋全球「大氣層」及「電離層」，進行全球太空天氣預報……等相關科學研究。