衛(wèi)星在太空中飛行時(shí)，并非一帆風(fēng)順。中低軌道衛(wèi)星會(huì)受到太空中稀薄的大氣、地球磁場以及太陽輻射等的影響，逐漸偏離運(yùn)行軌道，甚至掉下來；高軌道衛(wèi)星則會(huì)受到星球攝動(dòng)（由于受到天體的影響在軌道上產(chǎn)生偏差）等影響引起軌道偏離。因此，航天工程師需要給衛(wèi)星配備輕巧、靈活的“翅膀”——推進(jìn)系統(tǒng)，來進(jìn)行位置的保持。

推進(jìn)系統(tǒng)包括傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)、先進(jìn)的電推進(jìn)系統(tǒng)等。傳統(tǒng)的推進(jìn)系統(tǒng)將壓縮氣體噴出或通過化學(xué)燃燒加熱燃燒產(chǎn)物噴出產(chǎn)生反沖推力，從而將衛(wèi)星“推回”預(yù)定軌道。雖然衛(wèi)星在太空中飛行時(shí)受到的干擾力很小，但時(shí)間一長，仍會(huì)產(chǎn)生很大的作用。為了讓衛(wèi)星始終保持在預(yù)定軌道，其推進(jìn)系統(tǒng)需要攜帶大量推進(jìn)劑，使得衛(wèi)星變得非常笨重。要將笨重的衛(wèi)星運(yùn)送到太空中，火箭需要花費(fèi)更大的力氣。

有沒有辦法給衛(wèi)星“瘦身”呢？當(dāng)然有，那就是安裝高比沖的離子電推進(jìn)系統(tǒng)。電推進(jìn)系統(tǒng)消耗電能加熱電離推進(jìn)劑并加速噴出產(chǎn)生推力，雖然它的推力很小，只有幾十到幾百毫牛，但是它的比沖很高。比沖是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)重要參數(shù)，定義為單位推進(jìn)劑的量所產(chǎn)生的沖量，比沖越高，代表糾正軌道所消耗的推進(jìn)劑越少。電推進(jìn)的比沖是傳統(tǒng)推進(jìn)的幾倍甚至十幾倍，而離子電推進(jìn)系統(tǒng)的比沖相比傳統(tǒng)化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)更是要高至少一個(gè)量級(jí)。

配備了這種先進(jìn)推進(jìn)系統(tǒng)的衛(wèi)星需要攜帶的推進(jìn)劑大大減少。例如，歐洲通信衛(wèi)星公司生產(chǎn)的Ka頻段通信衛(wèi)星，如果使用化學(xué)推進(jìn)，整個(gè)衛(wèi)星包括燃料的重量將達(dá)到7000千克；而使用電推進(jìn)，衛(wèi)星的重量將會(huì)降低到4100千克，“瘦身”效果十分明顯。目前，高比沖、微小推力的離子電推進(jìn)系統(tǒng)越來越多地被用在了執(zhí)行衛(wèi)星軌道南北位置保持、軌道維持等任務(wù)。

電推進(jìn)具有推力小、比沖高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，代表了未來推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向，世界各國的航天機(jī)構(gòu)都在積極進(jìn)行研發(fā)，我國更是走在了前列。近期，由蘭州空間技術(shù)物理研究所研制的LHT—100自勵(lì)磁霍爾電推進(jìn)系統(tǒng)搭載實(shí)踐十七號(hào)衛(wèi)星完成在軌試驗(yàn)，標(biāo)志著該所成為國際唯一一家同時(shí)開展離子電推進(jìn)和霍爾電推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)品研制及在軌飛行試驗(yàn)應(yīng)用的單位，為后續(xù)我國在新型通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星等衛(wèi)星上的應(yīng)用積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

沒有推進(jìn)系統(tǒng)，衛(wèi)星將不能在太空穩(wěn)定飛行，從某種意義上說推進(jìn)系統(tǒng)就是衛(wèi)星的“翅膀”。諸如離子電推進(jìn)系統(tǒng)、霍爾電推進(jìn)系統(tǒng)和微小功率及高功率電推進(jìn)系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，如同一雙雙輕靈的“薄翼”，讓宇航探索事業(yè)展翅翱翔。

[責(zé)任編輯：楊凡、蘇琛]

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