中國空間站上的霍爾推進器，僅能推動一張紙，為什麼卻是逆天神器？

我國是世界上少數能夠獨立建造空間站的國家。在眾多玩家中，雖然我們是後來者，但由於時代不同，咱們空間站上搭載的一些技術明顯領先了很多年的國際空間站。

和國際空間站一樣，我國的天宮空間站距離地面400公里左右。在這樣的高度，航天器已處於外太空，可依靠慣性不消耗燃料，保持著環繞地球的運動。比如我國於上世紀70年代發射的第1顆人造衛星東方紅1號，其在太空中以無動力狀態飛行了幾十年，仍然沒有掉下來。

不過，由於空間站所處的軌道比較低，此處仍然存在極其稀薄的空氣，對空間站的執行存在微小的阻力，久而久之會使空間站的軌道下降。受此影響，空間站的軌道每月大約降低2公里。為了空間站的安全穩定執行，因此必須每隔一段時間為空間站抬升軌道。

按照規劃，天宮空間站由天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙構成一個T字形。其中天和核心艙的總質量大約22。5噸，在它上面，除了有以化學燃料產生推力的推進器，還搭載了4臺國產自主研發的LHT-100型霍爾推進器。

由於它們的存在，我國空間站的機動效能明顯比國際空間站好很多。其中，我國空間站上搭載的化學燃料推進器，由於推力大，可用於空間站的緊急變軌，躲避太空垃圾。

而這4臺霍爾推進器的推力很小，每臺只有0。08牛，4臺加起來也只能產生0。32牛的推力。放在地球上，每臺霍爾推進器的推力僅能推動一張紙，4臺加起來也連雞蛋都推不動。

連雞蛋都推不動的霍爾推進器裝在22。5噸的天和核心艙上，有什麼意義呢？

實際上，霍爾推進器乃是逆天神器，它的推力雖小，但比衝卻很大，僅消耗很少的燃料，就能產生持續不斷的推力，這在幾乎零阻力的太空環境中非常有用。

因為在太空中只要有人推你一下，你就能持續不斷地運動，只要推力不斷，你的運動速度就會變得速度越來越快。

比衝，簡稱Isp，它是一個衡量火箭或者飛機發動機效率的重要物理量。化學火箭發動機中比衝最高的是氫氧機，可達450s左右，而霍爾推進器的比衝在上千秒以上。這意味著，達到相同的推力，霍爾推進器相比於化學火箭發動機而言，僅需要消耗幾分之一甚至幾十分之一的燃料。

據悉，我國天和核心艙上的這4臺霍爾推進器如果一起工作，連續工作24小時，能夠產生大約0。7米每秒的加速度。日本隼鳥號小行星探測器上搭載的霍爾推進器的推力僅為28毫牛，產生的加速度更小，但這卻支援著它進行小行星探測任務。

國際空間站每年要耗費大量的推進劑為空間站抬升軌道，推進劑雖然不值錢，但航天發射成本高，每多帶一公斤燃料，就要多花很多錢。

而我國空間站上的霍爾推進器推力雖小，但僅消耗很少的燃料就能對空間站產生持續不斷的推力，從而緩慢抬升空間站的軌道。雖然耗時，但省錢省燃料啊。總之，別看它的推力小，實用性還是蠻強的。

霍爾推進器是航天界的未來

在太空中，要想實現飛行能力，都必須不斷往後扔東西。基於牛頓第三定律（作用力與反作用力定律），當工質從推進器尾部噴出後，航天器在反方向會獲得一定的推力或者加速度，產生反衝運動。

要想使航天器的飛行速度更快，只能從兩方面著手，要麼扔更多的東西，要麼提高所扔東西的速度

現階段的火箭一般都是化學燃料火箭，傳統的火箭發動機是噴氣式發動機的一種，屬於熱機，其巨大的推力由化學能提供。這種火箭攜帶了大量的固態或者液態燃料（比如液氫），並自帶氧化劑（比如液氧），化學燃料燃燒後從火箭尾部噴出，從而產生推力，推動火箭前進。

現在化學火箭的發展已經到了極限，這是因為化學燃料燃燒時噴出的速度一般僅有2～5千米每秒，最快也很難超過10千米每秒，很難再有大的提升。

在這種條件下，要想使航天器的飛行速度不斷提高，就只能攜帶大量的燃料。以土星5號運載火箭為例，其起飛重量為3038噸，但燃料就佔了整個火箭重量的80~90%以上。燃料攜帶過多反而會成為負擔，影響火箭提速，並且很快就消耗光了。

為了提升航天器的飛行速度，科學家們從提升火箭發動機尾部噴流的噴射速度上著手，發明了離子推進技術。

離子推進按照技術型別可分為兩種，一種是靜電式，另一種就是霍爾式。目前的主流是霍爾式。

霍爾推進器搭載的推進劑並不需要燃燒，而是將之電離後，依靠電磁力驅動並加速，使其從尾部高速噴出併產生推力，這種離子噴流的速度可達到20~30千米每秒，甚至更高。

並且霍爾推進器僅需少量的燃料，就能長時間工作，這能使航天器持續不斷地加速。理論上，只要持續不斷地加速，就算是每秒產生0。01米的加速度，一年後便能將航天器的速度加速至大約351千米每秒。如果能朝著一個方向產生每秒9。8米的加速度，甚至還能模擬重力。

世界上最早的實用型霍爾推進器出現於上世紀70年代，由蘇聯研製。我國雖然起步晚，但現在我國的霍爾推進器在世界上已經處於先進水平了。其中HET-450單通道霍爾推力器，在地面試驗中的最大推力已達4。6牛，而美國的X3型三通道霍爾推進器推力也才5。4牛。

而霍爾推進器現階段最大的缺點就是推力小，現在最大隻能達到牛級別，而化學火箭推進器的推力則在千牛級別。不過這並不影響它大放異彩，因為在某些應用領域，它的缺點可以忽略。

霍爾推進器靠電力驅動，這意味著它要消耗很多電力，現階段普遍使用的都是太陽能供電，如果能與核能結合，那麼它的應用潛力將會大大的提高。

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