国内电推进已有了完整的产品线，而核心技术如磁屏蔽已经实现突破，为我国未来商业卫星的长寿命组网应用消除了关键的技术障碍。

文/徐鸣

编辑/乐艳娜

　　近期，根据媒体报道，阿布扎比卫星公司Yahsat旗下的4颗高轨卫星在进入地球同步轨道后，因推进系统出现故障，预计将引发超5000万美元的保险索赔。什么是卫星推进系统？

　　航天器推进系统基于反作用原理，为航天器飞行姿态和轨道调整提供动力支持。对于卫星来说，火箭一般只把它送至初始轨道，后期目标轨道的转移以及寿命期间的维轨和离轨，都将通过其配置的推进系统来完成。

　　首先，在卫星入轨期间，卫星推进系统可以帮助卫星进入预定轨道。比如，2017年，“中星9A”在随火箭飞出地球不久后，因火箭出现异常，距离预定轨道还有2万多公里，这颗卫星凭借自身的推进系统历经10次变轨，耗时16天终于进入预定轨道。

　　其次，卫星推进系统可以在卫星的整个生命周期，帮助“跑偏”的卫星回到正常轨道，也可以帮助卫星通过变轨躲避复杂宇宙环境中的危险。

　　卫星推进系统主要分为冷气推进系统、化学推进系统以及电推进系统。

　　冷气推进系统就是以氮气、氦气等“冷气”为工质（实现热能和机械能相互转化的媒介物质）的推进系统，通过释放加压罐中的气体来产生推力。冷气推进系统具有结构简单、可靠性高、无污染和最小脉冲冲量小等优点。

　　化学推进系统是目前普遍使用的一个类型，其中燃烧推进是化学推进的一种常见形式，它使用自身携带的推进剂在燃烧室中燃烧分解，释放化学能，燃烧产物经喷管高速喷射转变成动能，产生反作用推力。

　　电推进系统则是利用电能加热、离解和加速工质，使其形成高速射流而产生推力。近年来，电推进系统中应用日益广泛的霍尔电推进器，其原理是利用外部电源生成强大的电场和磁场，形成霍尔效应，使推进工质（一般是惰性气体）电离产生等离子体，通过离子的高速喷出产生反向的推力,从而推动航天器移动。

　　当前，更高效、节能、灵活的电推进技术，已成为全球卫星行业的核心竞争力之一，表现出以下三个趋势：

　　首先，电推进系统正在成为低轨卫星星座建设的标配，加速卫星互联网建设。

　　相比传统的化学推进，电推进器能够提供更高比冲的推力，非常适合在太空中对卫星进行长时间的轨道控制。在国际上，根据公开信息，超过5000颗“星链”卫星均采用电推进系统。

　　其次，氪气和氩气等电推进技术的突破，使低成本电推进加速发展。

　　电推进系统的成本与其推进工质密切相关，在相当长的时间里，氙气电推进技术是研发主流，但氙气的成本高达每千克5万~10万美元。近年来，国际上氪气和氩气电推进技术取得突破，大幅降低了电推进的研制成本，尽管这两种气体的电离效率相对较低，但其成本效益极高，每千克仅需几百至1000元人民币。

　　第三，我国电推进技术发展迅猛，进一步推动我国航天事业的繁荣和发展。

　　在中国航天领域，电推进技术与国际先进水平同步。电推进制造商涌现，产品种类齐全，从霍尔推力器、射频离子推力器，到脉冲等离子推进器及电阻式推力器都有所涉猎。国内商业卫星公司也成功地将电推进系统集成到组网卫星上，并且已在在轨试验中取得了显著成功。

　　值得一提的是，国内电推进已有了完整的产品线，而核心技术如磁屏蔽已经实现突破，为我国未来商业卫星的长寿命组网应用消除了关键的技术障碍。

　　可以预见，电推进系统将在未来星座建设中大量应用，进一步推动我国航天事业的繁荣和发展。

来源：2023年11月1日出版的《环球》杂志 第22期

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