人造衛星 6 大應用，產業脈動一手掌握

那些我們日常生活中的人造衛星

在日常生活中，常常可見人造衛星的蹤影，無論是每天早上出門前都會看的氣象預報、出門在外不熟悉路線時使用的 Google 導航，或是轟動全球的世足賽、奧運賽的電視轉播都是很常見的衛星應用，由此也可見人造衛星在人們生活裡的重要地位。不過，除了這些為人所熟悉的應用場域之外，其實衛星的功能非常多元， 以下就來介紹一下這些衛星應用的原理和例子吧！

一、通訊衛星（Communications Satellite）

由於衛星軌道距離地表高度高，因此電波能覆蓋地球較廣的面積，在傳播上也能避免地形限制，實現遠距離通訊。通訊衛星的原理簡單來說，便是由地面的發射天線將訊號送上高空中的衛星，再由衛星傳送訊號給地面上其它的接收天線，透過三角的連接方式，使訊號能由 A 地傳到 B 地。然而，由於電波之間可能會有所干擾，因此國際組織制定了監管規則來分配頻帶，也企圖採取競標、共用等不同管理模式提升頻譜的使用效率。

通訊衛星落實在生活，最簡單的例子便是收看電視國外轉播，由電視台的 SNG 轉播車進行衛星連線，能即時播報世界各地突發的新聞事件。除此之外，通訊衛星也試圖解決偏遠地區的通訊問題，透過通訊衛星橫越高山、離島等地形限制進行遠距通訊。

二、氣象衛星（Meteorological Satellite）

由於大氣層厚達幾十公里，若單從地面觀測會有所侷限，加上海洋中央、沙漠與兩極地區，難以設置氣象觀測站，對於蒐集這些地方的氣象資料可為困難重重。因此，氣象衛星的主要任務就是用於進行更精準的天氣預報，透過氣象衛星上配置的可見光與紅外線等掃描儀器，可以觀測垂直上千公里的大氣現象，也可獲得水平不同地區的天氣狀態，取得溫度、濕度、風速、風向、氣壓、雲圖、大氣輻射、臭氧含量等氣象資料，甚至也能由氣象衛星看出城市燈光、火災、水污染、極光、沙塵暴、冰雪、颱風、海流等自然與人為環境的變化，有助於日常應用與災害防治。

三、軍事監視衛星

衛星最早被作為軍事用途，透過衛星來偵查、監視、追蹤敵情，藉以獲得軍事情報。軍事衛星依主要功能又可再細分為偵察衛星、軍用氣象衛星、軍用導航衛星、軍用測地衛星、軍用通信衛星和攔擊衛星等等，不僅可以監測海象，鎖定海上目標，也能拍攝目標影像並定位目標物，對於攻擊精準度與戰況佈局都有相當助益。

此外，某些軍事衛星也具有預警功能，如導彈預警衛星可監視導彈發射，核爆炸探測衛星也能偵測核爆的發生，不僅如此，偵察衛星也能作為監聽工具，透過截取敵方的無線電波並送回地面分析，便有機會竊得敵方機密，甚至衛星也能用於干擾敵方通訊，對於戰爭有莫大助益。由上衛星對於新時代軍事行動的重大貢獻可見一斑。

四、導航衛星（Navigation satellite）

導航衛星用於導航及定位，通常由多顆導航衛星組成覆蓋率高的導航衛星網，透過地面的接收器接收來自衛星的無線電訊號，藉以計算出自己所在空間的位置。衛星定位基本上會需要四顆衛星，先由三顆衛星分別取得 X、Y、Z 三軸交會位置，再經由第四顆衛星進行時間校正，以加強定位的精準度。

衛星導航相較於傳統導航技術的優勢在於，無論白天或黑夜，甚至在惡劣的氣象條件下也都可利用衛星導航系統來辨別方向，在早期用於軍事或海面航行到如今普及於日常生活，並發展出許多商業化的應用，足可見導航衛星所扮演的重要角色。

目前最為人所知的全球導航系統（Global Navigation Satellite System, GNSS）為美國研發的全球定位系統( Global Positioning System, GPS）由 24 顆衛星組成，其他大型的導航系統還有俄國的格洛納斯系統（Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema, GLONASS）、中國北斗衛星導航系統（BeiDou Navigation Satellite System, BDS）與歐盟的伽利略定位系統（Galileo Positioning System）。

五、地球觀測衛星

地球觀測衛星是針對地球環境與資源進行遙測的衛星，由於不同物體都有其獨特的電磁波頻率以及所屬的光譜，因此將那些從海洋、陸地、植被、雲層所感應到的各種電磁波能量經過運算轉換為影像，便可進行地球觀測的任務。

這類衛星可用於環境監控、災害防治、地表覆蓋、洋流分析、地圖製作、地質測繪、土地開發，也能了解礦產分布、農林漁牧資源等等，在過去尚未應用衛星於地球觀測的年代，這些地理與資源的重要資訊往往需耗費極高的人力與很長的時間才能取得，甚至極容易因環境變遷而使資料失去效益。但在衛星的助益下，不僅可確保準確性與即時性，也能更大範圍的進行調查與觀測，對社會、經濟、環境以及人類生活有著深刻的影響。

六、科學探索衛星

由於衛星位於外太空，因此觀測宇宙時能減去大氣層阻礙，能看得更遠且更清楚，回傳清晰度更高的星系圖像，同時，科學探索衛星也能更好的蒐集星體、銀河、星雲等天文影像，有利於天文研究發現與科學理論的驗證，增進世人對太空的認識，揭開宇宙的神秘面紗。著名的例子像是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST )、哈伯望遠鏡 ( Hubble Space Telescope，HST）和錢德拉望遠鏡( Chandra X-ray Observatory, CXO）…等都是觀測太空最不可或缺的重要工具。

此外，科學衛星也能進行特殊材料及藥品的研發，利用太空相較地球獨特的無重力狀態，可研發在地球重力影響下無法產製的材料，並進行實驗與研究，了解無重力對生物的影響，甚至科學探索衛星也能為新研發的儀器進行測試，有助於探測儀器、訊號接收器、發射器、太陽能板等新技術的發展。

人造衛星創造驚人產值，前途不可限量

上述關於人造衛星的應用分類是目前較顯而易見的分類方式，不過，這些實務應用與例子介紹其實只展現了功能強大的衛星部分功力，尤其在太空產業漸漸走向民間、走向商業化的今天，人造衛星的應用模式更不斷推陳出新，儼然成為未來太空的發展主力。根據美國衛星產業協會（Satellite Industry Association；SIA）第 25 份年度衛星行業狀況報告 ( SIA Releases 25th Annual State of the Satellite Industry Report )，預估 2022 年全球衛星產值可達到 2,950億美元，具相當驚人的產業潛力，備受全球矚目。持續關注人造衛星在不同產業與領域的應用，期待您也能從中發想新的衛星應用模式，開啟新一波的衛星商機！

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