成大團隊新一代電漿推進器解決碳沉積、低穩定性難題 真空電弧推進器 VACT

[peter]

成大團隊新一代電漿推進器解決碳沉積、低穩定性難題  https://technews.tw/2026/06/24/pulsed-plasma-thruster-vcat-vai-ppt/

電漿推進器是利用電能將物質轉變成自由粒子與電漿，再高速噴出以產生推力，具高效率、低推進劑消耗、系統輕量化等優勢，成為微型立方衛星精準控軌、永續發展的核心技術。

李約亨教授團隊至今已發展 5 款不同電漿推進系統，根據推力輸出模式，主要可分為連續式、脈衝式兩大類，後者即團隊 24 日重點介紹的真空電弧推進器（Vacuum Cathode Arc Thruster，VCAT）、真空電弧誘發脈衝電漿推進器（Vacuum Arc Induced Pulsed Plasma Thruster，VAI-PPT）。

推力可用於衛星姿態控制、除役動作

VCAT 推進器使用固態金屬為燃料，不像傳統火箭需攜帶高壓燃料桶，因此重量更輕（整體不到 1 公斤）、體積更小（長寬高僅各約 10 公分）、耗電量低（少於 5W），非常適合為迷你尺寸的立方衛星提供在軌姿態控制動力。

VCAT 運作原理為電流經過薄石墨層產生石墨蒸氣，進而誘發電漿生成、燒蝕陰極（燃料），最大挑戰在於長時間使用容易因放電不穩而失效。

為解決 VCAT 低穩定性問題，團隊成員提出「多層絕緣體（multi-layer insulation）」概念，將傳統「絕緣層+表面石墨層」改為絕緣層、石墨層交錯堆疊的「三明治結構」，利用「三節點」原理使兩電極之間點火電壓大幅下降，電漿在多層接面更容易產生電漿，從而大幅提升推進器穩定性，推進器放電次數從原本約 1000 次提升到超過 40 萬次。

團隊的 VCAT 推進器迄今已完成逾 40 萬次地面測試，技術成熟度達 TRL 7 等級，更已在 2025 年底搭載成功大學團隊「台灣百合 3 號（Lilium-3）」立方衛星升空，完成初步太空飛行驗證。