在太空中，航天器想要移動方向或者改變速度，就需要一個推動力，這個推力就由推力器來產生。傳統的推進器是使用化學燃料，透過燃燒產生高溫高壓的氣體，向後噴出氣體獲得反作用力。
但這種方式的比沖比較低，對於燃料的消耗量很大。為了提高比沖和效率，科學家們發明了一種新型的推力器，叫做霍爾推力器。它是用美國物理學家霍爾命名的，利用離子加速來產生推力。
航天科技集團六院801所電推進系統部副主任產品師 張巖：工作的時候需要陰極模組首先產生一個電子，這個電子在陽極的高電壓下加速，在放電室碰撞電離來產生等離子體，等離子體裏面的離子受到加速效果，高速噴出去的離子束流會產生反作用力，就可以產生我們需要的推力。
電是動力 物質消耗極低
具星際航行潛力
火箭要獲得推力，需要往後不斷噴射氣流。簡單地說：單位時間內，噴射的氣流越多，推力越大。噴射的氣流越快，推力越大。
傳統的火箭發動機帶很多燃料，最後靠燃燒獲得動力把燃燒後的氣流噴射出去。而霍爾推力器走得卻是另外一條路，它以電流為動力，把質素極低的離子，以極高的、接近光速的速度噴射出去，所以我們可以看到與現在使用的各種火箭發動機不同，霍爾推力器工作時尾部並沒有火焰，而是發出藍瑩瑩的光芒，極具科幻感。
在太空中，電力易得，燃料難尋。使用霍爾推力器作為航天器的發動機，太陽能帆板或者核反應堆可以產生源源不斷的電力，而用於產生離子的物質消耗非常低。比沖是用於衡量火箭或飛機發動機效率的重要物理參數。在工程上，比沖的單位習慣使用秒來表示。霍爾推力器的比沖非常高，在星際航行中能大顯身手。
比沖是化學推進的5到10倍
可以做到精確可調
在航天科技集團六院801所，張巖和同事們正在對霍爾推力器進行產品驗證試驗，他告訴記者，傳統的化學推力器已經非常成熟了，但是它有明顯的劣勢，最大的缺點就是比沖低，從而在執行任務時，需要攜帶大量的燃料。
航天科技集團六院801所電推進系統部副主任產品師 張巖：化學推進的比沖基本上就在200秒到300秒，采用霍爾電推進之後，比沖就可以達到化學推進的5到10倍，對應的燃料就可以少帶5到10倍。
除了比沖高，減少航天器所攜帶燃料的重量之外，霍爾推力器的推力比較小，所以可以做到精確可調，以空間站為例，核心艙上搭載了4台80毫牛的霍爾推力器，80毫牛的推力只能讓一張紙不掉落，但是在真空環境下，卻能讓幾十噸的空間站保持執行軌域。
除此之外，霍爾推力器還有結構簡單，可靠性高的特點，現在霍爾推力器已經成功地套用在中國多顆航天器上，國際上也已經把霍爾推力器作為航天器的一種主流推進方式。
「黑燈實驗室」投用
用於驗證霍爾推力器可靠性
目前，全世界很多國家都在開發更先進的霍爾推力器。不久前，在西安的航天科技集團六院霍爾推力器試驗室順利完成建設和偵錯，它的重要功能就是驗證霍爾推力器的可靠性，將成為中國研制新型霍爾推力器的重要科學基礎設施。
在航天科技集團六院，研制人員建立了一套將數碼化技術手段和霍爾推力器試驗系統深度融合的自動化的試驗系統，也就是我們平時所說的「黑燈實驗室」。實作了全周期24小時無人值守的試驗模式轉型。
相比於傳統的使用化學推進劑的發動機，霍爾推力器需要透過連續長時間的工作來完成任務。隨著時間的增長，產品的壽命會逐漸下降，那麽要想摸到它的極限壽命，就需要對霍爾推力器進行不間斷的長時間試驗。
航天科技集團六院801所電推進系統部副主任產品師 張巖：對不同的規格的霍爾推力器壽命都要達到幾千小時甚至上萬小時，對應我們的衛星在軌有可能需要的是在軌15年或者在軌20年。我們根據它需要電推進去執行的任務的總量來評估，需要電推進工作的累計工作時長是多久，來評估它壽命的滿足性、可靠性。現在試驗室不間斷的試車最長已經做到了接近1萬小時。
中國已實作巢狀式霍爾推力器技術突破
目前，霍爾推力器的推力還比較小，只用於真空環境中。不過，中國已實作巢狀式霍爾推力器技術突破，這也為研制更大推力的霍爾推力器打下了基礎。隨著技術的不斷發展和成熟，霍爾推力器將來會有更廣泛的套用空間。
就在不久前，航天科技集團六院801所研制的50千瓦級雙環巢狀式霍爾推力器成功實作點火和穩定執行，標誌著中國成為世界上第三個實作巢狀式霍爾推力器技術突破的國家。這也為未來霍爾推力器在同等體積下實作更大推力打下了基礎。
張巖告訴記者，目前霍爾推力器未來的發展方向，主要是在現有推力基礎上，向兩邊拓展，一個是更小的功率來滿足中小衛星甚至是微小衛星的套用。另外一個是更大的功率，來滿足未來的大型衛星，大型的深空探測任務的需求。
除了大功率之外，霍爾推力器還在朝著多模式的方向發展，來滿足未來一顆航天器不同階段的任務的需求。
航天科技集團六院801所電推進系統部副主任產品師 張巖：舉個例子，一個航天器它要執行一個變軌任務，我就需要它的推力大一點，就需要它工作在大推力模式。但是它如果是已經到了軌域，要執行一些位置保持任務，那麽它就不需要太大的推力，反而是需要更高比沖，這時候就可以讓它工作在高比沖模式，讓它具有多模式多工況工作的能力，可以滿足我們不同的階段的任務的需求。
來源：中央廣播電視總台央視新聞
