台灣自2019年啟動第三期「太空科技長程發展計畫」，預計10年內投入新台幣251億元經費，全力發展尖端太空任務，建立臺灣自己的太空產業。這個以技術開發為主軸的規劃藍圖背後，除了追求工程上的精進，也需要有紮實的理論基礎支持，有時甚至需要藉由理論模擬來突破技術層面瓶頸。成功大學太空與電漿科學研究所研究團隊，從太空電漿物理最基礎的理論出發，透過衛星影像的幾何關係，重建大氣暉光影像應有的原始樣貌，成功解開衛星側拍影像長期以來存在的高度誤差之謎，更為未來衛星任務規劃，提供預先修正的解決方案。該研究成果已經於2021年10月發表在美國地球物理科學期刊。

福衛二號從2004年升空後，所搭載的科學酬載(ISUAL)亦從2006年開始進行長期的夜間大氣暉光觀測，因ISUAL觀測屬於側拍模式，很快的研究人員即發現，影像所定義出的暉光發光層高度與過去認知的高度存在將近20公里的誤差，然而暉光發光層高度分布範圍也不過約50公里，這樣的誤差足以將暉光暗區誤判為暉光亮區。經過研究人員反覆驗證衛星數據與計算公式，仍毫無頭緒。

成功大學太空與電漿科學研究所談永頤教授、張滋芳助理教授、江致宇博士後研究員以及黃垎禎研究生花了兩年的時間，利用太空物理中電漿化學反應機制，建置全球的暉光強度資料網格點，接著進行基礎光學的幾何影像重建，最終將衛星拍攝區域的輻射光通量完整反演而獲得模擬影像。經過進一步比對研究後發現，衛星進行影像側拍時，低於暉光發光層邊界高度的區域，會有更強的光疊加效應，使得整體發光層呈現高度降低的積分結果。該研究所提供的模擬影像修正方法，不單只應用在ISUAL影像上，凡是所有側拍的衛星數據皆可透過此方式重建資料，甚至可以提供未來相關的衛星任務預先修正模式。

主導此研究的談永頤教授表示，各項太空科學研究都必須建立在數據的正確性上，因為不正確造成錯誤的分析解讀，很可能影響接續任務的規劃方向。從事衛星酬載設計開發的共同作者張滋芳助理教授也表示，酬載所回傳的數據資料在每一個環節都必須小心以對，若無法被正確判讀，可能失去衛星儀器開發的意義和價值。

福衛二號已經於2016年正式退役，長期累積的科學資料隨之停止收集，連帶的資料被使用率也大幅下降。透過這份研究所提供的分析公式，不但能讓研究者自己輕易且快速的獲得局部空間圖像，更能重新點燃科學家對ISUAL數據的興趣，相信這個研究能讓台灣衛星為太空科學界作出更多貢獻。

瞭解更多：

論文：Retrieval of Airglow Emission Rates in Analytical Form for Limb-Viewing Satellite Observations at Low Latitudes，2021年10月發表於《Journal of Geophysical Research: Space Physics》美國地球物理科學期刊。

論文作者：談永頤、江致宇、黃垎禎、張滋芳。

補充資料：Supporting Information for “Retrieval of Airglow Emission Rates in Analytical Form for Limb-Viewing Satellite Observations at Low Latitudes”，

作者：談永頤、江致宇、黃垎禎、張滋芳。