用“毫牛”之力助推航天器

    根据牛顿第三定律，如果想推动物体运动，就必须给它一个作用力。我们向前走，靠的是脚掌与地面的摩擦力，如果被举在半空便无处发力寸步难行。那么航天器被发射到茫茫太空后又如何获得作用力呢？

    原本静止的火箭靠着气体的推力成功升空，航天器的动力来源也是如此。而它喷射气流的方式主要有三种：第一种是物理方式，主要利用压缩气体喷气来推动，结构简单但效率偏低。第二种是化学方式，通过喷射化学燃料燃烧迅速膨胀的气体来获得推力。它力气很大，但身形笨重。第三种是电推进，霍尔推进就是最常见的一种。它通过高速喷出离子流获得反作用力来推动航天器。那么问题来了，离子是带电的原子，微观世界的离子，能推动宏观世界的航天器吗，这离子流能给力吗？

    霍尔推进的缺点就是推力小，小到什么程度呢？天宫空间站安装的霍尔推进器，每台输出推力仅80毫牛。毫不夸张地说，这只能推动一张A4纸。但别忘了，太空中基本没有阻力，80毫牛虽是微薄之力，却足以推动数百吨的空间站。这是因为霍尔推进器具备“三高”优势：高比冲、高速度、高能效。

    比冲代表单位质量的推进剂所产生的推力，就像一匹马，吃的草越少，跑得越远，比冲就越高。同样重量的推进器，霍尔推进器可以产生传统火箭发动机的10倍推力。

    喷气速度关系到航天器飞行的最终速度。传统火箭推进器最高喷气速度是每秒三四千米，而霍尔推进器则能达到每秒10千米至80千米。

    传统火箭推进器一顿猛烧，靠的是大力出奇迹，但是做功并不持久，一般只有三四百秒，只够带我们逃离地球，而霍尔推进器可以持续工作上千小时，能使航天器一直加速，让星际旅行不再是梦想。

    （《科普时报》1.5 郭寿梅）