國立中央大學大氣科學系太空組
NCU Space Science Program

資源

優質的教學與研究環境,是需要足夠的人才與經費來營造。本所主導的「太空科學與科技研究中心」,在 2018 年榮獲教育部核定「高等教育深耕計畫」特色領域研究中心的全額經費補助。在未來五年內(2018-2022),將投資在太空科學(與工程)研究所的人才培育與研究設備。以研究設備而言,每年將投資新台幣一千五百萬元。以過去太空酬載實驗室為例,其在設立初期每年平均的研究設備費也不過新台幣三百萬元,而後研發出國內首屈一指的衛星級科學酬載。可以想見教育部提供的這筆經費對於本所的人才培育與研究設備,將會產生如何的量變與質變效益。

校舍建築面積

太空所目前位於本校健雄館八樓全層(1,622.67 m²)與九樓半層(835.71 m²),並使用科學二館二樓的部分空間(面積 127.40 m²)、中壢特高頻雷達站(房舍面積 430.40 m²,土地面積約 10,000 m²)、中壢電離層觀測站(房舍面積 297.03 m²,土地面積 21,284.06 m²,位於桃園市平鎮區鎮東段0634-0000地號),總教學與研究用房舍面積可達 3,313.21 m²。

教室


太空所管理的教室空間,可容納 265 人同時上課。但為避免大型教室不敷使用,日前已向本校物理學系商借使用同棟可容納 60 人的普通教室,並獲得允諾未來可交錯共用。所有教室皆配有投影設備與數位講桌、白板/黑板書寫空間、無線網路等。電腦教室則多提供公用電腦,安裝授權軟體可供學生使用。實習教室則配備有 NI ELVIS、NI myRIO、NI USRP 等裝置,供電路學、數位邏輯設計、數位通訊等課程實習用。

  • 普通教室 5 間:S4-807 室/75人、S4-810 室/20人、S4-811 室/60人、S4-817-1 室/20人、S4-917 室/20人。
  • 電腦教室 1 間:S4-815-1 室/A 區 18 人與 B 區 12 人,可合併上課成為 30 人同時使用。
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  • 實習教室 2 間:電路製作 S4-805 室/20人(改裝中)與機械加工 S4-822 室(規畫中)。
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實驗室


歡迎太空組學生(從大一至大四皆可)加入各實驗室的行列。為配合執行高教深耕特色領域研究中心計畫,本所也積極擴充實驗室空間發展研究新領域,現正向同棟物理系爭取 S4-1007 室與頂樓空間,作為衛星地面接收站與任務控制中心,供教學與實驗之用。待校方完成教研大樓後,再依實際需求爭取太空系的實驗空間。


暑期實習


學習認證

  • NI LabVIEW: CLAD (Certified LabVIEW Associate Developer), CLD (Certified LabVIEW Developer), CLA (Certified LabVIEW Architect), and CLED (Certified LabVIEW Embedded Systems Developer). 未來希望大學部學生至少通過 CLAD,研究生能通過 CLD。目前已與 NI 舉辦兩次的認證課程學習,最近一次的認證通過率創下歷年新高。未來在本所每年至少舉辦一次的認證課程學習(2018/10/3 開始,在中大太空所 S4-811 舉辦),供本組與本所學生就近學習。
  • AGI STK: Level 1 (Beginner), Level 2 (Advanced), and Level 3 (Focused, feature specific or problem specific). 未來希望大學部學生至少通過 Level 1,研究生能通過 Level 2。本組與本所目前已有 2 位師生通過 Level 3 最高等級認證,正為本校開設相關的微學分課程。

硬體設施

  • 中壢特高頻 52 MHz/30 MHz 雷達系統。
  • 機構製作:DATRON NEO 四軸 CNC 銑床高速雕銑機。工作範圍:X 軸行進路徑 500 mm、Y 軸行進路徑 400 mm、龍門式通道 175 mm。安裝尺寸(不含操作終端):805 mm (W) x 1,290 mm (D) x 1,880 mm (H)。
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  • 快速電路原型製作:LPKF ProtoMat S62電路板雕刻機、LPKF MiniContac RS貫孔電鍍機、LPKF MultiPress S多層板壓接機、LPKF ProMask & UV-Exposer & Hot Air Oven 防焊綠漆設施、LPKF ZelPrint LT300錫膏印刷機、LPKF ProtoPlace半自動貼片機、LPKF ProtoFlow回流焊接爐、2 x HAKKO 936 ESD 焊接台、Kress-elektrik 1600 HLG E 工業用手提熱風槍等。
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  • 機構製作設備:AVIO NRW-DC150高精密微點焊機等。
  • 量測設備:3 x NI PXI,1 x NI USB DAQ,1 x Keithley 6489高精密電流計,1 x Agilent InfiniVision MSO7014A混合訊號示波器, 1 x Agilent InfiniVision MSO-X 2014A混合訊號示波器,1 x Agilent 33522B 波型產生器,,1 x Agilent N3300A and N3302A 直流附載測試裝置,多組電源供應器,5 x NI ELVIS, 6 x NI CompactRIO等。
  • 控制系統開發:7 x NI Single-Board RIO,15 x Xilinx FPGA開發板,5 x CPLD開發板等。
  • 無塵間:潔淨度 Class 10,000,空間尺寸 2300 L x 2300 W x 2300 H mm,無塵桌 Class 1,000,IDC-1000F2超低濕防潮箱等。
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  • 太空電漿模擬艙:內部尺寸:700 mm (D) x 1500 mm (L)。艙體材質:SUS304 不鏽鋼。艙門:直徑 850 mm,2 個。開口:十英吋(VG250),1 個;六英吋(VG150),13 個;兩英吋(VG50),2 個;15 mm,3 個;6 mm,5 個;1/4 吋進氣孔,2 個。可產生電漿密度 103 to 106 #/cm3,電漿溫度 1,000 to 2,000 K,電漿種類 N+ or Ar+ 等。
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  • 溫度循環測試:溫度源:Temptronics ThermoStream TPO4300A。溫度範圍:-80°C to +225°C。昇溫速率:10 秒由 -55°C 到達 +125°C。降溫速率:10 秒由 +125°C 到達 -55°C。待測物溫度探測埠:T-type 電熱偶。溫度準確度:±1°C。溫度循環艙體:Temptronics ThermoChamber FL30。艙體內部尺寸:510 mm (D) x 406 mm (W) x 406 mm (H)。溫度範圍:-40°C to +150°C。昇溫速率:由環境溫度到達 +125°C,約需時 14.3 分;由 -40°C到達環境溫度,約需時 14 分。降溫速率:由 +125°C到達環境溫度,約需時 9.2 分;由環境溫度到達 -40°C,約需時 18.7 分。熱電偶接線:10 個。
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  • 熱真空測試:共用溫度循環測試的溫度源與太空電漿模擬艙的真空艙,配合自製的熱流引線板與熱循環板共構而成。終極氣壓:< 8.8 x10-5 Pa,溫度範圍:-50°C to +80°C (無待測物)或 -30°C to +60°C (有功率小於 8W的待測物),溫度誤差範圍:± 1°C,增溫速率:環境溫度增至+80°C需時 20 分鐘(無待測物)與-40°C 增至環境溫度需時20分鐘(無待測物)或 1°C/min(有功率小於 8W的待測物),降溫速率:+80°C 降至 -40°C 需時 40 分鐘(無待測物)或 -1°C/min(有功率小於 8W 的待測物)。溫度穩定度:± 1°C。熱流與電熱偶引線板:1 個。電熱偶引線埠: T-type 電熱偶專用,10 個。熱循環板:1 個,材質:純銅,面積:400 mm x 500 mm,溫度於勻度 ± 3°C。
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  • 振動測試:振動產生器+驅動電源供應+振動控制器。出力:正弦峰值 6.0 kN 與亂數平均值 4.2 kN。最大位移量:20 mm p-p(無載重)。最大速度:1.5 m s-1。最大加速度:正弦峰值 923 m s-2。最大酬載量:60 kg。振動頻率:DC to 3500 Hz。頻率響應:DC to 4,000 Hz。S/N ratio:70 dB。波型扭曲:< 1% from DC to 2,000 Hz。亂數振動控制軟體與正弦振動控制軟體各一套。訊號放大器:二個頻道。類比/數位或數位/類比取樣:24 bits。量測動態範圍:144 dB。亂數振動控制:100/200/500/1,000/2,000/5,000 Hz 頻率範圍,100/200/400 /800/1,600/3,200 條 頻率解析度,144 dB 動態範圍,1dB 控制準確度。正弦振動控制:0.1 to 10 kHz 頻率範圍,線性/對數掃描模式,0.1 to 120 min/sweep 掃描率。
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  • 光學模擬軟體 OSLO/Zemax 以及光柵設計軟體 GLIM,用以設計光學系統雛型以及最佳化光學系統相關參數。
  • 簡易光譜量測以及檢驗。
  • 準直器:無限遠距離星光模擬校正以及光軸校正。
  • 觀測視野量測:以旋轉台、拋物面鏡以及 pinhole 構成量測系統。
  • 焦距測量:光學鏡片(正負透鏡、變焦鏡頭)焦距測量。
  • 像差檢驗:球差(spherical aberration)、彗差(coma)、像散(astigmatism)、場曲(field curvature)以及畸變(distortion)檢驗。
  • 影像儀平場檢驗以及光學視野平面修正。
  • 解析度測試:使用 USAF1951 Test Target 條紋目標版以及 NBS 1963A Resolution Target 測試。
  • 光學 MTF(Modular Transfer Function)的量測
  • 光源強度校正:以平行光源器、積分球以及光度計,以及相關光源系統、光學組件、濾光片。
  • BV0NCU 地面站:UHF/VHF 天線、ICOM-9100收發機、Kamtronics KAM-XL terminal node connector及相關控制軟體。
  • 高層大氣採樣模擬、分析軟體:Whole Atmosphere Model(WAM)、Thermosphere Ionosphere Electrodynamics General Circulation Model (TIE-GCM)高層大氣模型 [Richmond et al., 1992]。可進行軌道及採樣模擬,以評估是用衛星軌道與 CIP採樣頻率。
  • INSPIRE 國際研究教學衛星合作計畫成員:可透過此合作架構共用地面收發站、技術交流,並由美國科羅拉多大學提供系統工程、任務控制人員訓練與軟體協助。

軟體環境

  • National Instruments LabVIEW 核心軟體、控制設計與嵌入式系統軟體選項、訊號處理與通訊選項、Circuit Design Suite (Multisim and Ultiboard) 電路設計與模擬軟體選項無限人數系所教學授權版
  • LPKF CircuitPro PM 電路製作軟體
  • MathWorks MATLAB and Simulink 25 人教學版與完整無限人數校園版
  • Harris Geospatial Solutions, Inc. IDL 16 人教學版。
  • Dassault Systèmes SolidWorks Education Edition 機構設計與模擬軟體 30 人教學版
  • MSC Software Academic FEA Bundle 結構與熱分析軟體 5 人教學版
  • Xilinx Vivado Design Suite: System Edition University Licenses 25 人教學版
  • Analytical Graphics, Inc. STK EAP 衛星與軌道模擬軟體 35 人完整教學版

網路安全

  • 為維護本所資訊安全,提供本所全網域(*.ss.ncu.edu.tw)具有 TWCA SSL 伺服器數位憑證。