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取代高危傳統化學燃料 成大團隊自研衛星電漿推進器獲美日台專利

自由電子報

更新於 17小時前 • 發布於 17小時前
成功大學航太工程系特聘教授李約亨(右2)團隊獲國科會補助,持續研究「電漿推進」,12年有成。(記者吳柏軒攝)

〔記者吳柏軒/台北報導〕全球低軌及微型衛星快速發展,其中需推進器維持姿態、微調及變軌等動作,但傳統用化學燃料卻面臨高壓、爆炸等風險,成功大學航空太空工程學系特聘教授李約亨團隊耗費12年研發「電漿推進器」,將電能轉為動能,已成功升級優化,去年搭載「台灣百合三號」立方衛星升空驗證飛行履歷,預計4年後有機會商品化。

李約亨表示,衛星在太空需要姿態微調,乃至閃避太空垃圾或碎片,這時便需推進系統的動力,傳統採化學燃料高溫燃燒產生推力,雖然推力大,卻有高壓爆炸等風險,主要用於升空任務;而電漿推進技術則採用電力,將物質變成電漿再高速噴出產生推力,雖推力小,不過可用在衛星佈署、軌道變換或維持、閃避碎片、深空旅行、返地燒毀等任務。

李約亨表示,2014年成立ZAP LAB團隊,鑽研電漿推進,其中改良「真空電弧推進器」(VCAT)的石墨層,採鐵氟龍及石墨組成的三明治結構,大幅提升點火壽命,從1千次提升到逾40萬次甚至上百萬次,該推進器裝在立方衛星「台灣百合三號」,在去年11月29日隨著齊柏林衛星同梯火箭航班一起升空,初步點火成功,正持續取得飛行履歷。

李約亨說,團隊也將VCAT加入另一個傳統推進器(PPT),改良成「真空電弧誘發脈衝電漿推進器」(VAI-PPT),解決PPT點火器會積碳的問題,操作的電壓更從2000伏降到300伏,避免電磁干擾其他衛星設備,推進效率更提升為3倍,推力小到姿態維持,大到返回大氣層燒毀任務,都可執行,已取得台灣、日本與美國專利。

ZAP LAB團隊同步開發微型、中大型衛星的太空推進系統,李約亨表示,電漿推進系統體積約10立方公分,重量不到1公斤,主要用在立方衛星,實驗室正在放大模型,有機會用於低軌衛星,且本土自製率逾9成,材料也不昂貴無出口管制問題,未來4年有商品化藍圖,象徵台灣衛星科研自主發展的更進一步能力。

成功大學航太工程系特聘教授李約亨團隊研發「電漿推進」技術,可用在衛星姿態微調與變軌等,其中改良了「脈衝電將推進系統」,讓推力提升3倍,電磁干擾也大幅降低。(記者吳柏軒攝)
成功大學航太工程系特聘教授李約亨團隊研發「真空電弧推進系統」,解決傳統放電不穩問題,將次數從1千次提升到超過40萬次,有助持續提供微型衛星穩定的推力。(記者吳柏軒攝)
成功大學航太工程系特聘教授李約亨團隊花12年研究「電漿推進」技術,有別傳統化學燃料,透過電力將物質變成電漿再噴出,產生的推力可幫助衛星在太空中姿態調整甚至變換軌道等動作。(記者吳柏軒攝)

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