成大團隊研發微型衛星電漿推進系統　助力台灣太空自主

（中央社記者趙敏雅台北24日電）電漿推進器具高效率、低推進劑消耗及系統輕量化優勢，成為微型衛星精準控軌與永續發展的核心技術。成大航太系團隊奠基於真空陰極電弧推進器（VCAT）與脈衝式電漿推進器（PPT）技術，成功研發真空電弧誘發脈衝電漿推進器（VAI-PPT），已獲3國專利，將助力台灣太空技術自主。

國科會今天舉辦研究成果記者會，國立成功大學航空太空工程學系特聘教授李約亨率領ZAP LAB研究團隊，優化VCAT點火穩定性與系統性能，並成功搭載「台灣百合三號」（Lilium-3）立方衛星進入太空進行飛行驗證。此外，團隊改善傳統PPT的點火失效或效率不佳等缺點，提出VAI-PPT技術。

李約亨說明，團隊自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系統。所謂電漿推進器，就是利用電能把物質轉變成帶電粒子的電漿，再高速噴出產生推力，利用反作用力推動衛星前進。

李約亨表示，這次研發的VCAT，使用固態金屬作為燃料，不需像傳統火箭那樣攜帶高壓燃料桶，因此更輕、更小，也更安全，非常適合體積有限的立方衛星。VCAT重量不到1公斤，體積約只有10公分立方體（1U），耗電低於5瓦，卻能提供衛星在太空中軌道維持與姿態控制能力。

他指出，VCAT最大挑戰之一為長時間使用後，易因放電不穩而失效，團隊提出多層絕緣體設計，把傳統的絕緣層與表面石墨層，改成絕緣層與石墨層交錯堆疊的三明治結構，大幅提升推進器穩定性，讓推進器的放電次數從原本約1000次，大幅提升到超過40萬次，壽命顯著增加。

李約亨進一步說，團隊完成超過40萬次的地面測試，也通過震動、熱真空循環與電磁干擾等太空環境測試，技術成熟度達到TRL 7等級，代表已接近實際太空應用階段。去年完成初步太空飛行驗證，顯示台灣已具備自主微型衛星電推進技術能力。

除了VCAT，團隊也持續發展PPT。李約亨指出，這類推進器利用點火器觸發高電壓電極瞬間放電，將鐵氟龍推進劑表面汽化並電離成高溫電漿，再以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長期有點火器容易像機車火星塞一樣，因碳沉積導致失效的問題。

李約亨表示，為了解決相關問題，團隊提出VAI-PPT技術，以真空電弧取代傳統點火器，大幅提升長時間操作穩定性，相關技術已取得台灣、日本與美國專利。

他說明，團隊成功將推進器的操作電壓從原本2000伏降至300伏，不但減少電磁干擾、降低對衛星電子設備的影響，推進效率更提升至傳統系統的3倍以上。此外，也能依不同任務需求調整推力大小，像是在小推力模式下進行衛星姿態控制與軌道維持，而在大推力模式下則可執行閃避太空垃圾或衛星除役返回大氣層燒毀等任務，讓微型衛星具備更高的任務彈性。

李約亨表示，相關技術已與業界展開合作，將持續累積飛行履歷，朝商品化目標推進。除小型衛星推進器外，團隊也研發適合中大型衛星的太空推進系統，未來團隊將應用電漿推進技術於衛星軌道維持、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，並持續進行推進器性能提升與太空飛行驗證。（編輯：潘羿菁）1150624