随着神舟系列飞船接连升空，我国空间站的搭建也进入了决胜阶段，人们对于这个只属于我们的天宫充满了好奇，因为它是中国宇航员在太空中的第一个家。

我国天宫号空间站的概念图

而天宫空间站这个凝聚了无数航天工作者心血的产物，确实也有许多“硬核”的东西，比如咱们今天要介绍的“霍尔推进器”。

当然，关于霍尔推进器到底够不够“硬核”，其实也存在不少的争议。因为部分人认为它只能推动一张纸，所以没什么用。但事实真是如此吗？为什么有人却说它代表着星辰大海呢？

被多国追捧的“黑科技”——霍尔推进器

要讨论天宫空间站的霍尔推进器到底好不好使，咱们得先明白这个神奇的“霍尔推进器”到底是什么。

大家都知道，人类迄今为止只登陆过月球，无法前往更遥远的地方主要受限于咱们的“燃料”太难用。

不管是冲出地球还是进行长途旅行，都需要充足的燃料供应，毕竟巧妇难为无米之炊，哪怕是性能再好的“飞船”，没有燃料也是白搭。

月球是人类去过的最远的地方

而传统化石燃料不仅因为重量太大会提高飞船荷载，燃烧效率还特别的低，根本不是航空燃料首选。因此，科学家一直在寻找替代品。

就这样霍尔推进器出现了，它使用的电推进方式将会把人们带入另一个新天地。

霍尔推进器的结构示意图

霍尔电推进器与传统推进不同，它的工作原理是将电能转化为动能。这种推进器是基于霍尔效应原理运行的，其放电通道的内部有着很强的磁场。

霍尔效应会使大量的电子被磁场捕获并且做高速回旋和漂移运动，而推进器内部释放出的推进剂气体分子在经过放电通道时，就会与这些电子相遇并碰撞。

在碰撞发生之后，氙气原子就会变为氙离子，这些氙离子在放电通道静电场的作用下高速喷出，从而产生一定的推力。

霍尔效应的示意图

单从霍尔推进器的构造来看，其实并不是很复杂，由空心阴极、阳极、磁极、推进剂等组成。那么，霍尔推进器有着怎样的优势呢？

首先与化学推进的方式比较起来，电推进中工质的平均速度会更快一些。比如300V的电压就能将离子加速到15至20公里/秒了，目前离子喷射的极限速度在60到80公里/秒左右。

其次就是霍尔推进器的比冲更高，比冲实际上指的就是单位质量推进剂所产生的冲量。毫无意外，比冲越高意味着推进效率越高，在这种情况下霍尔推进器的比冲是化石燃料推进的10倍左右。

各种引擎的比冲示意图

最后就是由于比冲更高，霍尔推进器可以在携带更少推进剂的情况下，圆满地完成任务。

还记得咱们在上文中说的，如今的航天飞行器，一半装着的都是燃料，这一点在霍尔推进器这里就不存在了。

极具科幻感的霍尔推进器

综上所述，霍尔推进器相较于传统的推进方式，确实是具备碾压式的优势的，那么为何会有人说它只能推动一张纸呢？

实际上，霍尔推进器只能推动一张纸的说法并不是夸张，因为它产生的推力确实很小。比如美国2018年完成测试的X3霍尔推进器，虽然成为了国际上推力最大的一款，但推力也只达到了5.4N。

因此，大部分霍尔推进器的推力依旧在1N左右徘徊，有的甚至还更低，在这种情况下，也就只能推动一张纸或者几张纸。

我国霍尔推进器的部分产品

说到这儿有人可能会说，原来这种推进器真的就是“名气大于实力”的存在，一顿操作猛如虎，最终只能推动一张纸，确实能让人笑掉大牙。但是，别急着下定论，因为我们忽视了一点，那就是宇宙环境和我们所处的环境是有着巨大差异的。

原来由于太空当中的环境是几乎真空的，没有空气等干扰因素的存在，这就使得摩擦力的影响微乎其微。在这种情况下，一次只能推动一张纸的霍尔推进器，于日积月累之下积攒的“推力”，也能让飞行器维持比较稳定的状态。

霍尔推进器能推动空间站平稳飞行

我国霍尔推进器的首次在轨飞行验证是在2012年，在成功验证之后的第二年，就确定了在中国天宫空间站的天和核心舱上搭载1350W/83mN的霍尔推进器及相关系统。到了2021年9月，该系统的4台霍尔推进器才首次在空间站上完成了点火测试。

需要注意的是，天和核心舱搭载霍尔推进器的主要原因，就是确保自己能维持相对稳定的轨道高度。因为轨道大气阻尼会让空间站不断下坠，在这种情况下天宫空间站必须要按时“冒冒火”，让自己保持高度不变。

冒着蓝火的霍尔推进器

可以看出，在这种情况下，推力很小的霍尔推进器还是可以满足天宫空间站的在轨需求的。此外，相较于传统燃料的推进，它可谓是相当的“省钱”。

天和核心舱上的霍尔推进器

截至目前，天和核心舱上的霍尔推进器已经完成了多项关键技术的验证，比如其长寿命技术、75升贮气模块在轨更换技术、高纯氙气加注技术等等。未来，科学家还会完成其他的目标，使其能够更好地为天宫空间站服务。

不可否认，霍尔推进器对天宫空间站还是有很大作用的，可是为什么会说它代表着星辰大海呢？

点火后的霍尔推进器

霍尔推进器自从出现以后，就一直是各国的研究重点，在持续的研究之下，它的功率有所变化，推力也有了明显的提升。

可以说，在霍尔推进器不断发展的情况下，未来它的作用就不再只局限于维持空间站或者卫星的轨道高度，甚至能够成为人类进行远距离太空探测的首选推进装置。

宇宙中的霍尔推进器的概念图

早在上文为大家介绍霍尔推进器的优势时，就有提到目前的化石燃料其实限制了飞行器的飞行距离。因此，我们才会说霍尔推进器象征着星辰大海，一旦它的研制更进一步，有了更大的推进力，那么它就有机会带着人类去往更远的地方。

当然，从推动几张纸到迈向星辰大海，我们依旧有十分漫长且艰难的路要走。但是有句话是这么说的，“心怀希望自然就所向披靡”，霍尔推进器的出现和发展对于人类来说就已经是巨大的希望了。

霍尔推进器或能将人类送往更远的星海

在目标是星辰大海的前提下，霍尔推进器未来有以下几个发展趋势。第一就是其性能需要提升，不论是效率、比冲还是启动速度，都需要进一步升级。

第二就是延长其工作的寿命，想完成远距离探测任务，其寿命太短显然是不行的，总不能让宇航员们“有去无回”。

推力高达5.4牛的X3霍尔推进器

综上所述，经过多年的发展，霍尔推进器已经成为了世界各国航天研究的主要部分，相信在不断深入研究的情况下，它会在未来带给人类更多的惊喜！