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霍尔推进器能推动一张纸，却在天宫空间站，帮人类迈向星辰大海

霍尔推进器能推动一张纸，却在天宫空间站，帮人类迈向星辰大海

2025-02-21 22:43:27阅读量：14 字体：大中小

在一定情况下，离子电流会与磁场和电场形成霍尔效应。之后约束电极注入的电子流会在磁场中形成霍尔闭环。电子流会在磁场中加速撞击电离，撞击产生的氙气成为霍尔推进器的推进力，这就是霍尔推进器的工作原理。

早在上世纪五六十年代，美国和前苏联就分别开始研究和制造霍尔推进器。当时科学理论还不够完善，所以研究者遇到了很多困难。最终苏联率先制造出了更高效的推进装置，还研制出了两种霍尔推进器，分别是具有宽加速区的稳态等离子推进器SPT和具有窄加速区的阳极层推进器TAL。但美国因为实验不顺利，改变了研究方向，开始研发离子推进器。19世纪70年代前苏联首次在卫星上安装霍尔推进器，后来前苏联的科学家发现，霍尔推进器与其他推进器相比有着不可比拟的优势，比如不需要携带大量的燃料，可以减少很多载荷，节省很多成本。
霍尔推力器作为最先进的电力推进装置之一，广泛应用于航空航天领域。例如如果卫星想在轨道上长时间运行，它需要一个推力来帮助它抵消重力引起的偏航。因为霍尔推进器结构简单，不容易出故障。再加上其高比重、高效率的优势，成为航天器首选推进装置之一。霍尔推进器的最大喷射速度可达10-80km/s(比冲值为1000-8000s)，但大部分类型的霍尔推进器的喷射速度为15-30km/s(比重值为1500-3000s)。虽然推进速度出奇的高，但是当我们考察一个螺旋桨是否有足够的强度推进设备的时候，最重要的还是它的功率。
霍尔推进器的推力其实和功率有很大关系，因为推力和功率成正比。比如1.35kw的推进器可以产生83毫牛顿的推力，而功率更高的霍尔推进器在这种实验室环境下甚至可以达到3牛顿的推力。然而在地球上，即使是3头牛的力量也只是半瓶矿泉水的重力，大约300克。