1.5吨？天宫已有霍尔电推，为何问天实验舱还装载这么多化学燃料（天宫实验室）

7月24日下午，随着“问天”实验仓发射成功的消息传开，国人的热情也随之被点燃各大社交媒体都在讨论中国航天相关的话题，其中最热门的可能就是霍尔推进器这个过去只存在于科幻电影中的装置已经被国产航天器所装备使用，并且长期用于空间站的推动任务。

也有一些人发现这次在“问天”仓搭载了1.5吨的推进剂，也就是俗称的燃料，为何在有霍尔推进器的情况下还要搭载燃料呢？

发动机必须存在空间站在太空中通常以惯性运行，也就是说进入预定轨道后，会以初速度围绕轨道中心运转可能会有人说，既然太空里没有空气阻力，空间站可以无需动力一直运行才对，其实这个想法是错误的实际上地球的大气层随着高度提升逐渐变得稀薄，但是不会消失。

通常空间站是在近地轨道飞行，也就是2000公里以内的距离，科学实验证明即便在390公里远的太空，依然可以观察到大气现象，何况空间站的轨道是椭圆形，近地点非常接近这个高度，受到空气阻力就不足为奇了。

以国际空间站为例，其受到的空气阻力就非常明显，每个月飞行高度会下降两公里所以国际空间站要不断地通过航天飞机等方式补充燃料，用于提升轨道高度每年用于国际空间站轨道高度地推进燃料达到7.2吨，花费超过2亿美元。

。国际空间站原本计划退役时间在2024年，后来推迟到2031年，燃料补充问题一直都难以解决，是退役的主要原因之一。难道空间站不能用太阳能作为推进原料吗？答案是真的不行。

空间站的推进方式首当其冲的就是太阳能，由于没有大气层的拦截，这种能源在太空中很容易获得但是太阳能不容易转化成太空中的推力飞机在空中飞行是通过“风扇”将空气压往反方向，空间站推进器就不能使用“风扇”的方式。

太空飞行主要是根据牛顿第三定律实现的，那就是你想得到一个速度，就需要向反方向制造一个速度。近百年来的太空飞行都是运用这个原理，航天器上装配的火箭提供推动力，航天员舱外活动使用液压推动控制方向。

空间站也是如此，绝大多数都安装了化学燃料推进器，需要调整方向时点火燃烧燃料产生推力可是这次我国的“天宫”空间站真的有所不同，因为它装配了霍尔推进器！霍尔推进器早在上世纪60年代，中国航天之父钱学森先生就提出了霍尔推进器是航天技术的未来。

，并一直推动该项技术的研究。

霍尔推进器的名字源于美国科学家霍尔的发现，他在1879年观察电磁现象时无意中发现了运动的带电粒子会在磁场中发生运动轨迹变化，人们把这个现象叫做霍尔效应霍尔推进器的灵感就是源于霍尔效应，如果制造圆形磁场，带电粒子从磁场一端输入，就会在磁场另一端产生粒子流，从而达到产生推力的效果。

推进器喷射出的粒子流会因为光谱效应呈现出不同的颜色，比如常见的蓝色和绿色。近年来大批科幻电影都是用到了这一设定，各种飞行器引擎原型几乎都是霍尔推进器，科技感十足。

天宫和霍尔推进器天宫空间站运用了我国乃至世界领先的航天工业技术，装配有推力为80毫牛的4台霍尔推进器这些霍尔推进器可以同时贡献0.08牛的推动力，用于重量达到50吨的天宫空间站是不是显得小了？其实并不是。

天宫空间站运行在高度大概在500公里左右的近地轨道，这里的空气非常稀薄，只需要一点推力就可以让重量很大的物体移动很远，虽然速度可能很慢而在太空科研的目的下，空间站的运动不是越快越好，只需要稳定地保持在轨道上即可，所以霍尔推进器更加有效。

霍尔推进器的优势人类的能源获取和利用几乎都是以化学反应为基础，比如各种发动机都是靠“燃料”，即便电力发动机也是先把其他能源转化成电能再使用霍尔推进器是打破常识的发现，人类第一次走进了无化学反应的动力范畴。

霍尔推进器不需要燃料，只需要生成磁场的电力，这个可以通过太阳能电池板解决而传统航天发动机的主要燃料是液态氢和液态氧，这些燃料的重量几乎占据了航天器的绝大部分空间比如天和仓的发射，火箭燃料占总重量的80%以上。

，仓体部分还不到总重量的2%。

别看推力小，霍尔推进器在单位推进剂产生的力量却不弱这里有个专有名词叫做“比冲”，如果一台火箭推动器的比冲是200秒，那么意味着它燃烧1千克燃料产生200千克推力霍尔推进器可以产生的比冲是30000秒，远远超过传统发动机！同样重量的燃料，霍尔推进器可以

比传统推进器多出5倍使用时间。霍尔推进器如此大的优势下，为何没有得到广泛应用呢？这里就要回到“天问”这1.5吨燃料的问题上了。

燃料和霍尔推进器霍尔推进器虽然不用任何燃料，但是它的推进需要用到粒子流原料，那就是氙虽然其他像氩、铝、镁等自然界中较为稳定的元素也可以使用，但是都没有氙的效率高这次“天问”携带的1.5吨燃料应该就是氙，这个量级算是比较小的，比如2008年国际空间站。

“加油”810千克，却只能使用两年。霍尔推进器也有很多问题，比如电离会在霍尔效应下被腐蚀，这种腐蚀会带动放电室的寿命缩短，也就是说常规的推进器消耗最多的是燃料，而霍尔推进器消耗的事推进器本身。

另外氙是自然界中比较稀少的气体，价格非常昂贵，虽然消耗远不如氢氧燃料，但是总体价格并不算节约“问天”除了装配有霍尔推进器，还装有化学燃料为主的传统推动器，用以弥补霍尔推动器“爆发力”不足的缺点作为当今航天技术的领军者，天宫的科技含量毋庸置疑，期待在它在太空的更多精彩表现！。

作者：旧时梦话 初审：丁孩儿 校稿编辑：未央