在行政院科技部、國家實(shí)驗(yàn)研究院國家太空中心與國立交通大學(xué)經(jīng)費(fèi)支持,及國家實(shí)驗(yàn)研究院臺(tái)灣颱風(fēng)洪水研究中心提供氣象預(yù)測(cè)資料協(xié)助下,國內(nèi)最具規(guī)模的跨校探空火箭團(tuán)隊(duì) – HTTP 在近日成功發(fā)射大型探空火箭。此次發(fā)射升空的HTTP-3S探空火箭總長為6.35公尺、直徑0.4公尺,是目前國內(nèi)學(xué)界研發(fā)至今最大型的混合式探空火箭。本次發(fā)射的主要目的除了測(cè)試各項(xiàng)重要次系統(tǒng)在高速飛行時(shí)的各項(xiàng)功能外,同時(shí)也為年底雙節(jié)式大型探空火箭之第二節(jié)主體性能,以及發(fā)射場安全操作程序做演練。
要將火箭無失誤的送上天空,並在高速環(huán)境下,成功截取所有資料,短短幾秒鐘的背後,是經(jīng)過無數(shù)次跨校緊密、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪M,數(shù)不盡的討論、修改和確認(rèn)才能有此精準(zhǔn)、完美的成果。火箭系統(tǒng)相當(dāng)複雜,包含了許多必需的工程背景,如:通訊、電控、結(jié)構(gòu)、推進(jìn)、熱控…等,這些專業(yè)都需要扎實(shí)且高可靠度的工程技術(shù)輔助。而火箭升空後,航電系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng),以及各地面站資料的傳輸系統(tǒng)架設(shè),更是複雜且龐大。此次美商國家儀器 (National Instruments, NI) 的產(chǎn)品在這次任務(wù)中,也擔(dān)任了地面站系統(tǒng)和導(dǎo)航電腦的要角。
在雙航電架構(gòu)下,NI 嵌入式系統(tǒng)成為火箭的導(dǎo)航電腦,將火箭高速升空時(shí)所截取到的加速度、姿態(tài)、高度判斷等資料截取並傳送到地面站給工作人員,同時(shí)需要量測(cè)火箭艙壓、確定燃料狀態(tài),並依照資料判斷,提出降落傘開傘建議,讓火箭可以開傘成功降落。而地面站的所有系統(tǒng),皆由 NI LabVIEW 所開發(fā)完成,透過LabVIEW 加上 sbRIO,系統(tǒng)可以把所有資料做一次完整的呈現(xiàn)。除了能讓遠(yuǎn)在新竹的交大 Server 接收火箭所回報(bào)的資訊,同時(shí)藉由 LabVIEW 的 Data Dashboard,更可讓搭配每個(gè)工程師在人機(jī)界面上,即時(shí)讀取所需資料,做資料分析及判斷。此次更即時(shí)結(jié)合 Google Earth做火箭軌跡呈現(xiàn)。負(fù)責(zé)開發(fā)系統(tǒng)的太空中心鄭竣吉表示”LabVIEW 提供了很好的範(fàn)例程式,讓我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)就可以將標(biāo)準(zhǔn)的 SPI 界面開發(fā)完成,加上 FPGA 後,更可減少火箭資料傳輸?shù)膿p失,讓我們能做更精準(zhǔn)、完整的分析。”
因?yàn)閷Wⅰ⒁驗(yàn)閳?zhí)著、因?yàn)橄嘈乓欢梢詭е鴮W(xué)生一起完成太空夢(mèng),HTTP 團(tuán)隊(duì)內(nèi)的教授們,這幾年一路走來,讓學(xué)生們從一開始的小型蔗糖火箭到大型探空火箭,將課堂上的理論、知識(shí)轉(zhuǎn)化成動(dòng)手實(shí)做,成為實(shí)際應(yīng)用,並訓(xùn)練學(xué)生們規(guī)劃及解決問題的能力,這和 NI 一直以來所倡導(dǎo)的 “Do Engineering” 理念完全不謀而合。”唯有實(shí)做,才能有所感受,進(jìn)而學(xué)以致用”這是吳宗信教授的教學(xué)理念,也是 HTTP 團(tuán)隊(duì)的成功心法。從火箭的設(shè)計(jì)、製造到最終的成品及系統(tǒng),目前 HTTP 所展現(xiàn)的技術(shù)在國際學(xué)界上,已經(jīng)超越並領(lǐng)先於前。這樣的成果,讓整個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)預(yù)計(jì)於年底發(fā)射的雙節(jié)式大型探空火箭,要飛至100公里高空進(jìn)行電離層科學(xué)實(shí)驗(yàn)更具信心。