財團法人國家實驗研究院(NARL，National Applied Research Laboratories)旗下的太空計畫室(NSPO，National Space Program Office)，於2004年12月14日晚間22:30在中山科學研究院(CSIST)屏東九鵬基地，向東方海面成功發射第4枚探空火箭(Sounding Rocket)。火箭發射作業非常順利，而且火箭上的科學酬載亦傳回數據，NSPO的探空火箭專案小組將擇期召開記者會說明詳情。
目前做為地球太空科學研究的工具主要有4種，分別為地面觀測設備、探空氣球、探空火箭和人造衛星。這4種工具各有其特點與限制，但其功能並非相互取代，而是互相銜接、互相補充。地表大氣之觀測由地面觀測設備為之：50km以內的地球大氣層屬於探空氣球探測範圍；300 km以外之太空大多由人造衛星來執行任務；50〜300km間唯一可選用之探測工具只有探空火箭。因此探空火箭之發展，是用來彌補探空氣球與衛星探測太空之不足。
台灣探空火箭研發計畫緣起於1997年4月8日於成功大學召開的「太空探空科學與技術發展座談會」，會中學界獲致共識，建請NSPO支援開發探空火箭技術。1997年9月NSPO委託中科院以1年半時間(自1997年7月至1998年12月)發展探空火箭。
據航太專家吳明仁博士表示，為求降低探空火箭的研發成本，乃不於彈體上安裝導引及控制系統，火箭採自由彈道飛行方式，以氣動力翼翅或裙狀外型(Flare)使氣動力中心位於重心之後，保持火箭穩定飛行；惟無控制之基本型火箭，由於各種準直公差所形成之不對稱，將造成彈道偏差及彈體滾轉；此外發動機本身由於燃燒作用，亦有可能產生某些側向推力及滾轉力矩，而影響飛行。尤其滾轉方面，當滾轉速率與氣動力之俯仰、偏航自然振頻接近時，將發生共振現象，使飛行攻角突然放大，如再加上氣動力耦合問題，將使其長期處於滾轉共振狀態，而發生滾轉鎖定(Roll Lock-In)現象，將造成極大的彈道偏差與結構負荷。上述因素在飛行時均需極力避免。
故探空火箭的設計大都使彈體於飛行中，以遠超過自然振頻的速率加速旋轉，一方面可降低各項準直誤差對彈道精度的影響，同時亦避免了滾轉鎖定共振的發生。但是高速旋轉的固態發動機，由於離心力產生垂直於藥柱燃面之加速度，會加快燃燒效率，故其旋轉運動下的推力曲線和絕熱層設計，都必須仔細分析與驗證，才能確保飛行可靠度。
探空火箭係發展修改自天弓二型(TK-II)防空飛彈，採2節式固體燃料火箭，其中增設的第1節火箭包含火箭發動機、脫節段、尾翼及尾罩等組件；第2節火箭則包含鼻錐罩、酬載段、資料處理段、熱電池段、火箭發動機、管線罩、穩定翼及尾罩等組件。酬載段內裝置有科學酬載與配重等相關組件；資料處理段內置有輸出入處理器、加速儀、點火盒、電源、遙測及答應器等組件。其性能諸元詳表一。
首枚探空1號火箭於1998年8月在未公開的情形下發射升空，主要是做發射載具之測試，最大高度261.4km，飛行約505秒後落海。此次任務雖無攜帶酬載，但飛行過程中蒐集到各項溫度與振動資料，成功達成各項測試目標。
探空2號火箭的科學酬載為三甲基鋁(TMA，Tri-Methyl Aluminum)，火箭於2001年10月24日凌晨02:10同樣在未公開的情形下發射升空，升空後12秒時因第2節火箭未能依照預設指令點火而失去上升推力，火箭未達預定高度提早落海。此次火箭總計實際飛行時間為114秒，最大高度15km，射程5.2km，因第2節火箭未點火成功，故59秒時TMA釋放動作終止。
探空3號火箭仍以TMA為科學酬載，希望以相同之酬載介面，來驗證探空2號火箭飛行失效原因已確實被掌握並獲得改進。火箭於2003年12月24日晚間23:25發射，火箭最大高度268.5km，飛行約508秒後落海，射程約180km，任務圓滿成功。當火箭上升至80km高空時始噴放TMA液體，產生的火焰隨氣流擴散，地面觀測小組因而能順利的觀察大氣層亂流的分布。
探空4號火箭則搭載「光度計科學酬載」與「即時GPS量測科學酬載」兩項酬載，其中光度計科學酬載主要是負責台灣上空高層大氣輝光強度與分布的科學實驗；即時GPS量測科學酬載則負責自製GPS接收機與天線在高速運動及太空環境下的性能驗證，並配合地面量測進行DGPS校正，以提供大氣觀測飛行路徑即時精密數據，並可作為未來多功能型火箭的基本配備。本次發射任務同樣由中科院提供探空火箭載具，並與國內學術界中央大學及成功大學科學團隊共同執行。這也是國內大學首次獨立完成之科學酬載。
探空4號火箭在12月14日晚間22:30發射，第1節火箭於發射6秒後脫離，第12秒第2節火箭點火，第43秒第2節火箭燃畢，此時高度離地50km，於第266秒火箭飛行至265km的最高高度，總計飛行時間510秒，射程190km。光度計(Photometer)於53秒後電源打開，開始進行大氣氣輝(Airglow)觀測，並下傳觀測資料。
探空4號火箭搭載「光度計科學酬載」與「即時GPS量測科學酬載」兩項酬載，進行觀測大氣輝光的科學任務。由中科院研製的探空火箭為載具，並與國內學術界中央大學及成功大學科學團隊共同執行。這也是國內大學首次獨立完成的科學酬載。
利用探空火箭攜帶光度計進行太空環境實地探測的研究在全球進行已久，1960年代科學家即利用探空火箭將儀器帶到太空中進行氣輝的實地測量，且可得出氣輝隨高度分佈的關係。而探測氣輝的科學酬載儀器的原理就是亞伯特‧愛因斯坦(Albert Einstein)獲諾貝爾獎的光電效應──將氣輝輻射的光子轉為電子信號，稱為光度計的應用，再經由遙傳將信號傳回地面接收站。
這是台灣首次發射雙酬載並同時進行實驗，先前台灣從未有這方面量測資料與文獻發表。藉由該次實驗計畫，可使得台灣成為全世界大氣輝光研究之一員。
由於無控制系統的探空火箭無法完全滿足當前台灣科學探測之需求，因此多功能型探空火箭之研發乃是時勢所趨，多功能型為從基本型增添多項關鍵技術如：鼻錐開啟、姿態控制系統、回收系統等衍生而來。俟多功能型探空火箭完成研發後，將以多功能型取代基本型為次軌道科學實驗計畫之主力發射載具。在後續執行期間NSPO將逐年提升火箭性能，以因應科學酬載之需求，為日後台灣之太空探測、微型衛星發射奠立基礎。至於其背後所隱藏的軍事意義，就不足為外人道也。
探空3號火箭性能諸元
全長：7.768m
第1節直徑：0.5m
第2節直徑：0.42m
總重量：1675kg
第1節火箭發動機總衝量：97000kg/s
第2節火箭發動機總衝量：145000kg/s
熱電池提供電壓：28V
第1節尾翼翼展：0.25m
第1節尾翼翼長：0.366m
第2節穩定翼翼展：0.45m
第2節穩定翼翼長：0.8m
酬載段內徑：0.39m
酬載段長度：0.8m
最大酬載重量：150kg
射高：200〜300km
射程：100〜200km
飛行時間：300〜1000sec
操作溫度：-10〜75℃
振動量：>6grms
衝擊量：>50G、11msec
軸向加速度：>12G
發射角度：<75∘
目前做為地球太空科學研究的工具主要有4種，分別為地面觀測設備、探空氣球、探空火箭和人造衛星。這4種工具各有其特點與限制，但其功能並非相互取代，而是互相銜接、互相補充。地表大氣之觀測由地面觀測設備為之：50km以內的地球大氣層屬於探空氣球探測範圍；300 km以外之太空大多由人造衛星來執行任務；50〜300km間唯一可選用之探測工具只有探空火箭。因此探空火箭之發展，是用來彌補探空氣球與衛星探測太空之不足。
台灣探空火箭研發計畫緣起於1997年4月8日於成功大學召開的「太空探空科學與技術發展座談會」，會中學界獲致共識，建請NSPO支援開發探空火箭技術。1997年9月NSPO委託中科院以1年半時間(自1997年7月至1998年12月)發展探空火箭。
據航太專家吳明仁博士表示，為求降低探空火箭的研發成本，乃不於彈體上安裝導引及控制系統，火箭採自由彈道飛行方式，以氣動力翼翅或裙狀外型(Flare)使氣動力中心位於重心之後，保持火箭穩定飛行；惟無控制之基本型火箭，由於各種準直公差所形成之不對稱，將造成彈道偏差及彈體滾轉；此外發動機本身由於燃燒作用，亦有可能產生某些側向推力及滾轉力矩，而影響飛行。尤其滾轉方面，當滾轉速率與氣動力之俯仰、偏航自然振頻接近時，將發生共振現象，使飛行攻角突然放大，如再加上氣動力耦合問題，將使其長期處於滾轉共振狀態，而發生滾轉鎖定(Roll Lock-In)現象，將造成極大的彈道偏差與結構負荷。上述因素在飛行時均需極力避免。
故探空火箭的設計大都使彈體於飛行中，以遠超過自然振頻的速率加速旋轉，一方面可降低各項準直誤差對彈道精度的影響，同時亦避免了滾轉鎖定共振的發生。但是高速旋轉的固態發動機，由於離心力產生垂直於藥柱燃面之加速度，會加快燃燒效率，故其旋轉運動下的推力曲線和絕熱層設計，都必須仔細分析與驗證，才能確保飛行可靠度。
探空火箭係發展修改自天弓二型(TK-II)防空飛彈，採2節式固體燃料火箭，其中增設的第1節火箭包含火箭發動機、脫節段、尾翼及尾罩等組件；第2節火箭則包含鼻錐罩、酬載段、資料處理段、熱電池段、火箭發動機、管線罩、穩定翼及尾罩等組件。酬載段內裝置有科學酬載與配重等相關組件；資料處理段內置有輸出入處理器、加速儀、點火盒、電源、遙測及答應器等組件。其性能諸元詳表一。
首枚探空1號火箭於1998年8月在未公開的情形下發射升空，主要是做發射載具之測試，最大高度261.4km，飛行約505秒後落海。此次任務雖無攜帶酬載，但飛行過程中蒐集到各項溫度與振動資料，成功達成各項測試目標。
探空2號火箭的科學酬載為三甲基鋁(TMA，Tri-Methyl Aluminum)，火箭於2001年10月24日凌晨02:10同樣在未公開的情形下發射升空，升空後12秒時因第2節火箭未能依照預設指令點火而失去上升推力，火箭未達預定高度提早落海。此次火箭總計實際飛行時間為114秒，最大高度15km，射程5.2km，因第2節火箭未點火成功，故59秒時TMA釋放動作終止。
探空3號火箭仍以TMA為科學酬載，希望以相同之酬載介面，來驗證探空2號火箭飛行失效原因已確實被掌握並獲得改進。火箭於2003年12月24日晚間23:25發射，火箭最大高度268.5km，飛行約508秒後落海，射程約180km，任務圓滿成功。當火箭上升至80km高空時始噴放TMA液體，產生的火焰隨氣流擴散，地面觀測小組因而能順利的觀察大氣層亂流的分布。
探空4號火箭則搭載「光度計科學酬載」與「即時GPS量測科學酬載」兩項酬載，其中光度計科學酬載主要是負責台灣上空高層大氣輝光強度與分布的科學實驗；即時GPS量測科學酬載則負責自製GPS接收機與天線在高速運動及太空環境下的性能驗證，並配合地面量測進行DGPS校正，以提供大氣觀測飛行路徑即時精密數據，並可作為未來多功能型火箭的基本配備。本次發射任務同樣由中科院提供探空火箭載具，並與國內學術界中央大學及成功大學科學團隊共同執行。這也是國內大學首次獨立完成之科學酬載。
探空4號火箭在12月14日晚間22:30發射，第1節火箭於發射6秒後脫離，第12秒第2節火箭點火，第43秒第2節火箭燃畢，此時高度離地50km，於第266秒火箭飛行至265km的最高高度，總計飛行時間510秒，射程190km。光度計(Photometer)於53秒後電源打開，開始進行大氣氣輝(Airglow)觀測，並下傳觀測資料。
探空4號火箭搭載「光度計科學酬載」與「即時GPS量測科學酬載」兩項酬載，進行觀測大氣輝光的科學任務。由中科院研製的探空火箭為載具，並與國內學術界中央大學及成功大學科學團隊共同執行。這也是國內大學首次獨立完成的科學酬載。
利用探空火箭攜帶光度計進行太空環境實地探測的研究在全球進行已久，1960年代科學家即利用探空火箭將儀器帶到太空中進行氣輝的實地測量，且可得出氣輝隨高度分佈的關係。而探測氣輝的科學酬載儀器的原理就是亞伯特‧愛因斯坦(Albert Einstein)獲諾貝爾獎的光電效應──將氣輝輻射的光子轉為電子信號，稱為光度計的應用，再經由遙傳將信號傳回地面接收站。
這是台灣首次發射雙酬載並同時進行實驗，先前台灣從未有這方面量測資料與文獻發表。藉由該次實驗計畫，可使得台灣成為全世界大氣輝光研究之一員。
由於無控制系統的探空火箭無法完全滿足當前台灣科學探測之需求，因此多功能型探空火箭之研發乃是時勢所趨，多功能型為從基本型增添多項關鍵技術如：鼻錐開啟、姿態控制系統、回收系統等衍生而來。俟多功能型探空火箭完成研發後，將以多功能型取代基本型為次軌道科學實驗計畫之主力發射載具。在後續執行期間NSPO將逐年提升火箭性能，以因應科學酬載之需求，為日後台灣之太空探測、微型衛星發射奠立基礎。至於其背後所隱藏的軍事意義，就不足為外人道也。
探空3號火箭性能諸元
全長：7.768m
第1節直徑：0.5m
第2節直徑：0.42m
總重量：1675kg
第1節火箭發動機總衝量：97000kg/s
第2節火箭發動機總衝量：145000kg/s
熱電池提供電壓：28V
第1節尾翼翼展：0.25m
第1節尾翼翼長：0.366m
第2節穩定翼翼展：0.45m
第2節穩定翼翼長：0.8m
酬載段內徑：0.39m
酬載段長度：0.8m
最大酬載重量：150kg
射高：200〜300km
射程：100〜200km
飛行時間：300〜1000sec
操作溫度：-10〜75℃
振動量：>6grms
衝擊量：>50G、11msec
軸向加速度：>12G
發射角度：<75∘
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