我国自研“小功率霍尔电推进系统”首次成功在轨应用于商业卫星

电推进系统，也称电火箭发动机，是一种不依赖化学燃烧就能产生推力的设备。它的优点是不再需要使用固体或液体燃料，省去了复杂的储罐、管道、发动机燃烧室、喷管、相应冷却机构等，能大幅减少航天器的燃料携带量。电推进系统利用太阳能转化为电能，然后电能转化为机械能。传统的化学推进系统则是通过化学反应将化学能转化为机械能。

在航天器推进中，霍尔推进器是离子推力器的一种，霍尔推进器有时也称为霍尔效应推力器或霍尔电流推力器。霍尔推进器一般被认为是具有中等比冲(1600s)的空间推进技术。霍尔推进器自1960年代以来在理论和试验研究上取得了很大进步。

6月21日，银河航天科技有限公司首发星上在轨点火成功，配备的小功率霍尔电推进系统是由中国航天科技集团五院502所研发，这是国内电推进系统在商业卫星上的首次成功在轨应用。该电推进系统打破了推进系统原有研制模式，包括推进系统集成与整星总装并行开展、出厂前完成氙气工质加注等，优化了发射场工作流程，缩短了研制周期，为小功率霍尔电推进系统的批量化生产探索了新途径。

此次成功在轨应用，将为我国低轨卫星星座快速部署奠定动力基础。

霍尔效应是电磁效应的一种，是美国物理学家霍尔研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应使用左手定则判断。霍尔推进器中的陷阱电子置于磁场中可电离所携带的推进剂。霍尔推进器包括稳态等离子体推进器(也叫做霍尔效应推进器)和带阳极层推进器(TAL)两种。

霍尔推进器是一种先进的电推进装置，被广泛应用在卫星位置保持和姿态控制领域，并以其结构简单、高比冲(在10³s数量级上)、高效率(可达60%以上)等优点成为未来空间飞行器的首 选推进装置之一。霍尔推进器可使用多种推进剂，Z常用的是氙，其他推进剂包括氡、氩、铋、碘、镁和锌。

我国的霍尔推进器主要由两个部分组成，空心阴极和霍尔加速器，其中空心阴极主要承担着点火和羽流中和的任务，霍尔加速器提供推进剂电离、加速区域产生推力。空心阴极是霍尔推进器的“心脏”部位，是决定电推进系统性能的关键组件。而霍尔推力器的寿命则是由两个部分的寿命综合来决定的。

霍尔加速器的寿命可以通过短时间的磨损试验来估测，但是空心阴极的寿命，还没有有效的估测方法。它必须通过1:1的地面寿命来试验，因此我国空心阴极寿命技术的突破，是霍尔推进系统进入全面应用的基础和前提。

霍尔推进器的工作原理

交叉电磁场捕获从阴极发射的电子，电子绕磁力线旋转并在放电区内作角向漂移，此角向漂移的电子电流称为霍尔电流。而角向漂移是交叉的径向磁场与轴向电场作用的结果(即霍尔效应)。这便是霍尔推进器得名的原因。角向漂移电子与通过阳极进入环形放电室的推进剂分子发生碰撞后电离，形成等离子体，其中离子在电磁场的作用下沿轴向加速，并高速喷出，从而产生推力。

磁场产生的电场将带电离子进行加速，形成等离子体射流，以此推动飞船前进。这个方法将为长期任务提供更高效安全的推进系统。除了用于小行星任务，新的推进系统也将应用于在火星建立基地、向太空发射大量货物等任务中。太阳能推进系统上使用了霍尔推进器，其所耗燃料将不到现有化学火箭的十分之一。

延伸阅读：卫星在轨测试

通信设备安装完成，在投入使用前都必须进行一系列的检测工作。对于飞在太空的通信卫星也不例外。卫星在轨测试是利用地球站对在轨道上运行的通信卫星有效载荷(即在“通信卫星设备”中介绍过的通信转发器和通信天线)所进行的电气性能测试。

卫星在轨测试分为如下几种：

1、电路开通前测试：在卫星电路开通前进行的测试，将在轨测试数据与发射前在地面的测试数据进行比较。测试目的是验证卫星经过发射进入运行轨道后，通信的性能是否承受住发射的“考验”，性能参数是否变坏或者出现偏差。

通信卫星的有效载荷定点后，必须该项测试合格才能开通电路，让通信卫星承担通信业务。

2、电路开通后测试：开通后的测试就是通信设备的例行测试，在通信卫星正常的寿命期间内进行定期的检测，了解通信设备性能变化的趋势。

3、故障测试：在通信卫星发生故障或设备性能参数恶化时进行的测试，用来寻找故障点，及时通过遥控的方式对通信设备进行维护处理和补救。

4、其它测试：反过来测试通过的通信卫星还可以执行其它的测试任务，如对地球站进行入网验证测试和地球站开通测试等。

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