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人造衛星能做什麼用?

衛星系統應用涵蓋民生與軍事用途，在民生方面又以通訊、導航與地球觀測為主要應用，而地球觀測衛星又可分為環境監測、氣象與遙測等用途。

該系統有什麼好處呢?首先，其多能全天候運作不受天候影響，除了維護與軌道調整期間無法提供服務外，幾乎全年無休。其次，衛星系統覆蓋範圍廣，軌道高度愈高者，可覆蓋範圍愈大，一顆同步軌道(geostationary orbit, GSO)衛星的最大地表覆蓋率甚至可達 42%。再者，衛星系統也不受地形地貌影響，即使在偏遠山區，仍可收到正常訊號，故發生山難時可透過衛星定位與衛星電話發出求救訊號並通報坐標位置。

不只要錢、要技術，還要幸運女神的協助!

然而，衛星系統還是存在一些缺點。舉例來說，從最基本的開發、測試到最終的發射與運作，每一環節都所費不貲。衛星系統並非只有衛星本體，完整的系統還包含地面監控站，而其開發成本也包含以公斤計價的發射費用，成本十分高昂。

再者，太空科技關鍵技術取得不易，也是難以突破的瓶頸，尤以火箭發射的發展更為艱鉅，全球擁有發射技術的國家僅10個左右，能提供發射服務的國家更少。此外，為了讓衛星穩定維持在軌道上，軌道高度至少要高達 200 公里以上且速度達 7.8 公里 ∕ 秒;為了降低空氣阻力影響，則需要在高度 300 公里以上的軌道運行，這些都是相對較高的技術門檻。

而一顆造價高昂的衛星往往生命週期較短，其設計的任務壽命通常不到10年。雖說使用狀況良好時可延長任務時間，但致命的是，衛星發生嚴重損壞或故障時幾乎只能宣告任務結束。在福衛五號在發射後 (圖一)，發現影像品質不如預期，但是送太空人上太空進行維修的成本遠高於開發成本，最後只能以其他方式提高影像品質，除非像哈伯太空望遠鏡這類造價昂貴的系統，才能歷經多次維修並重返任務(圖二)。......【更多內容請閱讀科學月刊第595期】

圖一:於2017年8月發射的福衛五號。
(By Y.-C. Tsai - Own work, CC BY-SA 4.0, Wikimedia)


圖二:哈伯望遠鏡共經歷4次維修，包含針對第一次主鏡頭設計瑕疵所做的鏡頭更換。
(NASA)