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隨著微型衛星快速發展,電漿 [https://tw.news.yahoo.com/tag/電漿]推進器
[https://tw.news.yahoo.com/tag/推進器]憑藉高效率、低耗能及輕量化優勢,已成為衛星精準控軌的重要技術。在國科會支持下,成功大學李約亨特聘教授率領ZAP
LAB團隊成功研發新型「真空電弧誘發脈衝電漿推進器(VAI-PPT)」,並優化「真空陰極電弧推進器(VCAT)」性能,其中VCAT更搭載「台灣百合三號」立方衛星完成太空飛行驗證,成為臺灣自主電漿推進技術重要里程碑。
團隊從2014年開始投入電漿推進技術研究,已建立多種衛星用電漿推進器及相關系統。電漿推進器是利用電能將物質轉變成帶電粒子「電漿」,再透過高速噴射產生推力,藉由反作用力推動衛星前進。這次研發「真空陰極電弧推進器(VCAT)」採用固態金屬作為燃料,不需像傳統火箭攜帶高壓燃料桶,因此體積更小、重量更輕,也更安全,適合空間有限的立方衛星。VCAT重量不到1公斤,體積約10公分立方體(1U),耗電低於5瓦,卻能提供衛星在太空中的軌道維持與姿態控制能力。
國科會工程技術研究發展處長洪樂文表示,目前團隊已完成超過40萬次地面測試,並通過震動、熱真空循環及電磁干擾等太空環境測試,技術成熟度已達第七級(TRL
7),代表已接近實際太空應用。此外,2025年已完成初步太空飛行驗證,也象徵臺灣已具備自主微型衛星電推進技術能力。
除了VCAT,團隊也持續開發「脈衝式電漿推進器(PPT)」。這類推進器利用高電壓瞬間放電,將鐵氟龍推進劑轉化成高溫電漿,再高速噴射產生微小推力,適合衛星進行精密方向控制。不過,傳統PPT的點火器容易像機車火星塞一樣,因碳沉積而失效。為此,團隊提出「真空電弧誘發脈衝電漿推進器(VAI-PPT)」,以真空電弧取代傳統點火器,大幅提升長時間運作穩定性,相關技術已取得臺灣、日本及美國專利。
國科會說明,除了小型衛星推進器外,團隊也同步研發適用於中大型衛星的「射頻離子推進器」、「霍爾推進器」及「尖端磁場推進器」,並已取得階段性成果。未來將持續推動電漿推進技術應用於衛星軌道維持、太空垃圾減量、多顆衛星編隊飛行、深空探測及低軌衛星通訊等領域,持續提升推進器性能與進行太空飛行驗證,逐步建立臺灣自主太空推進技術與產業能量。