用於太空模擬與研究的真空

針對射頻離子推進器、霍爾效應推進器及其他電漿推進系統等離子引擎的測試，要求真空環境中的背景壓力和推進劑分壓必須維持在足夠低的基準，以避免測試設備本身對排氣膨脹和離子束特性造成改變。

根據推進器類型和推進劑流量的不同，操作壓力通常為 10^-7 hPa (mbar) 到數個 10^-5 hPa (mbar)。

電力推進系統通常使用氙氣或氪氣等惰性氣體作為推進劑，其高分子量和高流量對真空系統有很高要求。

Pfeiffer 提供可擴充的抽氣方案——從適用於實驗室環境的精巧型渦輪分子真空泵浦機組，到適用於全尺寸推進器測試的高流通量系統。這些系統專為在連續的惰性氣體負載下維持穩定壓力而設計。整合的壓力量測和殘餘氣體分析 (RGA) 功能，能在運作期間持續監控氣體組成，並驗證設備的測試範圍。

化學推進測試（包含火箭引擎測試）會產生極高氣體負載和劇烈負載轉換，特別是在點火期間。為了在這些條件下維持穩定的背壓，真空系統必須具備極高的抽氣速率，並能對變動的流通量做出快速反應。

Pfeiffer 透過結合真空助力器與乾式螺旋式真空泵浦的真空助力器泵浦機組來實現此目標。此設計將氣體負載分散至多個級數，有效防止熱過載，並在粗真空與中真空範圍內提供所需的流通量。

速度控制運行使得抽氣速率能夠隨時配合瞬間變化的氣體負載。在實際點火前，可透過大孔徑步進負載測試來重現預期的負載曲線，藉此驗證系統效能。

針對必須考量易燃推進劑或點火源的爆炸性環境，我們也提供符合 ATEX 防爆指令的配置。

在熱真空腔體 (TVAC) 中，會透過創造真空條件和特定溫度環境來模擬太空。

在此環境中，熱移轉不會透過對流進行，因此溫度的控制必須仰賴外部的加熱或冷卻設計，例如熱屏蔽。這使得組件能夠在符合太空條件的壓力和溫度狀態下，進行穩定性與效能測試。

離子推進器會將諸如氙氣等驅動氣體離子化，並利用電場或磁場來加速這些離子。產生的離子束會提供微小但持續的推力，為衛星定位和深空任務提供高效的長時間推進能力。

太空推進是基於牛頓第三運動定律：朝一個方向排出質量，就會在反方向產生運動。

化學引擎透過排出高溫廢氣來產生動力，而電力推進則是透過加速帶電粒子。即使在沒有空氣的環境中，排出的質量也能提供產生太空船運動所需的作用力。

壓力要求取決於具體應用。許多熱真空和材料測試在中真空範圍內進行；然而，電力推進測試通常需要超高真空 (UHV) 環境，以防止離子束變形和推進劑粒子與測試設備之間發生不必要的相互作用。

太空真空測試中使用的材料必須表現出低脫氣、熱循環下的穩定機械行為，以及乾淨、真空相容的表面。

不鏽鋼是真空腔體和內部組件的標準材質，因為它天生就具備低脫氣的特性。腔體和組件的不鏽鋼表面通常會透過玻璃珠噴砂、研磨、銑削或電解拋光處理。適當的清潔和氣密裝配至關重要，且通常會採用熱烘烤除氣來進一步降低表面相關的氣體負載。

橡膠密封是殘餘氣體的主要來源。此外，待測裝置內部的材料，例如聚合物、塗料、粘合劑和電氣組件，往往主導了整體的脫氣行為。因此，這些材料會依據 NASA 和 ECSS 材料測試標準中所定義的標準化篩選參數進行評估，例如總質量損失 (TML) 和揮發物質冷凝量 (CVCM)。

真空烘烤除氣透過在真空環境下加熱組件，以去除吸附的水分和揮發性化合物。這能降低光學儀器、偵測器或推進硬體受污染的風險，並有助於在後續測試中達到穩定的壓力。

烘烤除氣是材料篩選和資格驗證流程中的標準步驟。

污染物可能會在真空中轉移並凝結於冷表面上，進而影響光學鍍膜、偵測器效能或熱控制表面。

潔淨的表面、低脫氣材料和受控的真空狀態，能確保測試結果精準反映組件在太空中的真實狀態。

離子推進器測試通常需要介於 10^-7 hPa (mbar) 到最高數個 10^-5 hPa (mbar) 之間的真空度，具體取決於推進劑流量和推進器類型。

真空系統必須提供高抽氣速率，以移除氙氣或氪氣等廢氣，並維持穩定的背景壓力。在推進器運作期間，可利用殘餘氣體分析來監控氣體組成。

每項測試要求都是獨一無二的。Pfeiffer 針對特定的任務特性，量身設計並打造專屬的客製化熱真空腔體和整合式真空泵浦機組。

無論目標是離子推進器羽流分析、材料脫氣研究，還是望遠鏡鏡片鍍膜，我們的工程師皆能提供端到端支援——從系統設計、數值計算，到安裝、校準與售後服務。

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Pfeiffer 結合了超過 130 年的真空工程經驗，以及在航太與研究環境中深入的應用專業知識。 從精巧的大學測試設備到全尺寸的推進系統設施，我們提供完整的系統——包含真空腔體、真空泵浦、計量表和分析工具——確保測試條件穩定、無污染且具備高度可重現性。

我們的全球服務網路以及與各研究機構的緊密合作，使 Pfeiffer 成為在地球上重現太空條件時，最值得信賴的合作夥伴。

電力火箭是一種推進系統，利用電能將氙氣等推進氣體離子化並加速。它們會產生微小但持續的推力，並在高真空或超高真空條件

下運作。化學火箭則透過燃燒推進劑來產生推力，會產生高溫廢氣和高質量流速。它們需要能夠應對龐大氣體負載和點火瞬間快速劇變的真空系統。

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