抛弃化学燃料！中国空间站的离子推进器有多牛？超越美国空间站( 二 ) 空间站是一个可以满足人类长

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但是只要来到了外太空就是离子推进器的天下了，由于外太空是真空、无重力所以不管给航天器提供多大的推力，都能产生微小的加速度，只要时间持续的足够长航天器就可以被加速到非常高的速度。
这就是离子加速器的又一个优点了，由于它的燃料效率更高，反应速度慢，因此离子推进器能够给航天器提供的持续推力的时间少则一年，多则数年。
离子推进器的历史

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离子推进器的相反并不是近些年才提出来的，而是1906年就有人提出了这样的概念， 1957年NASA将其系统化并且制造出了第一个实用版本。
同年NASA就在亚轨道飞行器SERT-1上测试了离子推进器，几年后SERT-2成为了第一个搭载粒子推进器的进入地球轨道的航天器。
上世纪的90年代末， NASA开发出了NSTAR离子推进器，功率只有2.3千瓦，所能提供的推力为0.0920牛，相当于一张纸的重量。
并且进行了1000小时、2000小时和8193小时试验。 NSTAR离子推进器曾用于NASA1998年的深空1号（DS-1）任务。

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DS-1是一颗彗星与小行星探测器。它的最高速度为每小时16000公里。这是人类第一次成功地将离子发动机用于深空探测任务。
2007年NASA还发射黎明号探测器，上面搭载了3台NSTAR离子推进器，这颗探测器的任务是拜访小行星，探测了小行星带中的谷神星和灶神星。
2014年由日本发射的隼鸟2号探测器也同样搭载了3台离子推进器，推力为29毫牛，拜访了小行星龙宫并在今年采样返回。

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可以看出离子推进器是为了人类进行深空探索必备的推进器，它可以以小质量、小体积、长时间提供推力的优势下，给航天器提供足够快的速度，让我们未来可以更快地达到火星，甚至是飞出太阳系，去往离我们最近的比邻星B去看看，听说这里可能由外星生命。
离子推进器的原理

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粒子推进器有一个反应腔，在这里反应的物质并不像化学燃料那样通过燃烧产生高温高压气体，然后喷射出去提供推力。
而是在反应腔里充满推进剂惰性气体氙，然后使用电子轰击氙气，高能的电子与中性的氙气发生碰撞的时候，氙原子就会被电离，形成带正电的原子核和带负电的电子；
产生越来越多的电子就会轰击其他氙原子，这样反应腔内就会快速地形成等离子体，等离子体有气体的一些特性，而且最主要的是它会受到电场和磁场的影响；

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在推进器的尾部有一个变化的电场，是由两个栅极提供的，带正电的离子会在这里被加速到非常高的速度，然后喷射出去，为推进器提供推力。
在喷出正离子的同时，推进器的阴极也会喷射出等量的电子来中和电荷，使得喷出的物质成电中性，这样做的目的是，如果不喷射出电子，那么推进器就会带负电，那么它就会吸引喷射出去的正离子，使得推进的效率降低。
而且这样做也可以防止推进器被带电粒子“腐蚀” 。
那么为什么推进剂要使用氙呢？而不是其他的惰性气体？

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我们知道氦、氖、氩、氪、氡这些气体都是惰性气体为何偏偏要选用疝呢？
原因是氙的原子量大，容易被电离，而且它没有放射性，所以它更适合被用作离子推进器的反应剂。
原子的质量大这一点很关键，这意味着加速到同等的速度下，质量更大的原子核它所拥有的动量就越大，因此在喷射出去的时候，它给推进器提供的反作用力就越大，推进器的推力就越大。
我国空间站上使用的离子推进器是啥水平？

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计划搭载在我国空间站上的4台离子推进器单台推力只有80毫牛，只能举起大约8克的重量，虽然力量很小，但是在外太空足够使用了。
虽然不像化学燃料那样可以短时间内提供足够大的推力，但是它可以保持长时间的开启推进，一直维持空间站在正常的速度下运行。
每次只需要补充很少的燃料，就可以运行数年的时间，既节省了成本，也可以使我国在航天领域第一次验证离子推进器的有效性。