仅能推动一张纸，天宫空间站的霍尔推进器有用吗？代表着星辰大海

　　天宫空间站的建设 是我国 航天事业 向前迈出的一大步。
　　2022年1月6日 ，随着空间站机械臂转位货运飞船试验的成功，天宫空间站距离 完成建造 计日可待。能将如此 庞然大物 送上太空的，归功于 ＂霍尔推进器＂ 。惊人的是，这个推进器只能推动一张纸。
　　非常具有科幻感的＂霍尔推进器＂
　　推力 如此微小 的推进器，真的能让天宫空间站这个庞然大物在天空中 安稳运行 吗？看看现在伫立于太空的 天宫空间站 就是 最好的答案 。
　　那么推进器到底 是什么 ？霍尔推进器是 如何维持 空间站运行的？它跟其他推进器有什么 区别 ？科学家研究表明，只能推动一张纸霍尔推进器 蕴含巨大能量 ，它代表的是 星辰大海 。
　　霍尔推动器能在多大程度上，推进宇宙的探索呢？向上之力
　　随着 科技发展 ，人类的 飞天梦 得到了实现。例如 飞机 的出世让人们可以 无所谓距离 ，跨越大洋。后来， 火箭 横空出世，让人们 离天的距离 更进一步。那么，飞机是靠 空气的升力 起飞，火箭没有飞机那样的 机翼 是 如何升天 的呢？
　　这就要提到 火箭推进器 ，那是火箭升天的关键所在。它犹如汽车引擎一般，是火箭的发动机。推进器是靠其管道中排出的气体来推动火箭上天的。
　　多级火箭每一级都有着相对独立的动力系统
　　火箭上的推进器在 不同阶段 产生动力的 方式 不一样。火箭的外部安有 助推器 ，助推器中有许多的 燃料 ，推进器就是靠这些 燃料 推动火箭 起飞 。当外部助推器的燃料 耗尽 时，就会从火箭主体上 脱落 。
　　接下来发生作用的就是 强电磁 。这时推进器会通过强烈的电磁反应来产生动力，以达到接近光速的推进力。这是火箭在起飞后进入太空的关键一步。
　　电磁感应现象
　　最后，当火箭进入 太空 后，推进器就会通过 高能量离子加速 产生 反向推动力 ， 减缓 火箭前进的 速度 ，让火箭可以进入 正确的轨道 中。这就是推进器大致的 工作原理 。
　　在常年的发展中，推进器发展出两个常见的种类： 固体火箭推进器和液体火箭推进器 。
　　推进器在火箭中的位置
　　固体火箭推进器 ，顾名思义，其燃料是固体状态。它的工作原理是化学能转化为热能的一种过程。通过固体燃料的燃烧产生热能，在热能作用下，将原料变为燃烧产物，这种产物在喷管中迅速膨胀，使热能转化为向上的升力。
　　液体火箭推进器 是我国火箭上常用的一种推进器。燃料的主要材料是偏二甲肼 。它的运作原理与固体推进器别无二致，它与固体推进器的区别就是更加安全，其成本也更低。
　　航天飞机固体火箭助推器-SRB分解图平衡之力
　　关于 霍尔推进器 ，我们首先要知道霍尔两字是为何？这就是著名的霍尔效应。它是由美国科学家霍尔在1879年发现的。霍尔效应是一种电磁效应 ，是运动的带电粒子在磁场中受某种作用引起的偏转。这种效应在半导体中运用最广泛。
　　霍尔推进器的工作原理就是源自于 霍尔效应 。从阴极发射的 电子 被 交叉电磁场 捕获，当它被捕获后，就会在放电区内作 角向漂移 。此时，阳极进入环形放电室的 推进剂分子 会和 角向漂移的电子 发生碰撞，形成 等离子体 ，离子在 电磁场 的作用下加速，高速喷出，从而产生 推力 。在这个过程中，会添加进 氙气 作为助力，这种气体可以 帮助电离产生 ，加大其 推力 。
　　霍尔效应原理图
　　霍尔推进器大致有 稳态等离子体推进器和带阳极层推进器 两种。关于霍尔推进器的研究早在 冷战时期 就已开始，上个世纪， 前苏联 对于霍尔推进器的研究进入了测试阶段。在前辈们的影响下，我国在 上个世纪九十年代 开始了霍尔推进器的研究。
　　但我们要明确一点，霍尔推进器的 推力 是不足以让火箭 发射升空 的。所以，霍尔推进器的运用主要是在飞行器 发射升空后 ， 维持 飞行器在太空 平稳运行 ，不脱离轨道。
　　带阳极层的静态等离子推进器（SPT）
　　可是霍尔推进器的推力不过是 只能推动一张纸 ，那它真的可以维持空间站这个 几十吨 的庞然大物吗？别看它 动力小 ，但 维持空间站的运行 是 绰绰有余 的。
　　飞行器在地球上发射时之所以需要 如此大的推力 是受 地球引力 影响。并且飞行器在升空的过程中还会受到空气阻力 的影响。在摩擦力和引力的双重作用下，如果推力不够巨大，火箭就会在地球引力的作用下下坠。
　　接近地球的物体，无一例外地被吸引朝向地球质量的中心
　　但是在太空中 并没有引力 ，太空是一个 真空的环境 ，没有空气，也就不存在 空气阻力 。在 阻力几乎为零 的太空中，维持空间站的运行 几牛 就足够。
　　并且在长期的太空运行中， 高强度的推力 并不利于空间站的 运行 ，相反，这会使得空间站的运行 成本加大 ， 操作不便 。这种 微小推力 的推进器更有利于空间站的 运行 。
　　在太空中高效工作的助推器优势突出
　　相比起势头更猛的 传统推进器 ，为什么 霍尔推进器 更受我们的 青睐 呢？这就要谈到霍尔推进器相比于其他推进器的 优点 了。
　　首先是霍尔推进器所用到的 燃料更少，能耗更少 。传统推进器的推进剂中会添加许多 化学燃料 ， 用量巨大 。而霍尔推进器只需要 少量的氙气 即可，所用燃料仅占传统推进器的 10% 。 用量减少 意味着 成本 的降低，这也是霍尔推进器受人青睐的原因之一。并且，由于霍尔推进器所需燃料甚少，这也解决了空间站在太空时燃料补给 的问题。
　　霍尔推力器的结构图
　　其次，霍尔推进器虽然 推力小 ，但是它的 比冲大 。比冲越大，飞行器就可以飞得更持久。而提高比冲的方法，就是提高推进器的喷气速度。霍尔推进器在霍尔效应的作用下，喷气速度高达每秒10-30千米，比冲时间在1000-3000s之间。这是其他化学燃料所达不到的速度。
　　各种喷射引擎的比冲
　　最后，霍尔推进器的 体积小 。由于霍尔推进器只需少量的氙气，这种气体所占的空间并不大，推进器就不要很大的空间去储存燃料，从而减小了体积。这就可以给火箭内部留出更多的空间来。
　　霍尔推进器工作原理示意图
　　我国在 天宫空间站 建设中所用到的霍尔推进器是 我国自主研发 的LHT-100型霍尔推进器。这种推进器比冲大，是世界上的优质霍尔推进器。
　　不过霍尔推进器也有它的 短板 ，就是 使用寿命短 。推进器中的 电离 在霍尔效应的作用下会产生 很强的腐蚀性 ，这种腐蚀性会腐蚀 放电室 ，从而导致推进器的 寿命 大打折扣。并且，霍尔推进器所用的氙气 价格 并不便宜，虽说 用量少 ，但其 成本 也算不上 特别低 。
　　部分霍尔推力器产品未来之梦
　　总的来说， 霍尔推进器的研发 ，是人类在 航天飞行器研究领域 的一大进步。这使得我们在飞行器发射过程中有了 更充足的动力 来支持我们长时间 在太空中探索 。它 消耗少，速度快，体积小 ，是我们当前技术手段下 最为优质的选择 。
　　我国天宫空间站所运用到的这项 黑科技 ，向世界展示了 我国的科研技术 ，是 我国一大 技术成果 ，值得我们欢呼喝彩。
　　天宫空间站结构示意图
　　但是我们的目光不能 止步于此 ，我们要将目光放到 更为长远 的地方去，努力攻克 技术难题 ，研发 更为优质 的推进器，将人类探索太空的方舟 送到更远的地方 去。霍尔推进器不仅仅只是一个 推进器 ，它更是代表了 星辰大海 ，是人类对太空 孜孜不倦地探索 。