国产霍尔推力器：太空中的新“物种”

　　前段时间备受瞩目的胖五兄弟已逐渐淡出人们的视线。但是胖五安全地把卫星送上了天，它的丰功伟绩我们不能忘怀。真的好腻害！
　　除了胖五这样家喻户晓的英雄人物之外，胖五所运送的实践十七号卫星得以正常工作，还离不开很多不为众人所知的幕后英雄。其中，就有由哈尔滨工业大学能源学院于达仁教授团队、材料学院特种陶瓷研究所和航天五院502所联合研制的我国新一代磁聚焦型霍尔电推力器。
　　该推力器于今年11月22日在地球同步轨道成功点火，标志着磁聚焦型霍尔电推力器在国际上首次实现空间应用。真是一件喜大普奔的事情！
　　今天很荣幸地请到了推力器本尊，现在就请他来向大家介绍一下自己！
　　哈喽，大家好~我叫霍尔推力器，来自电推进系统，职业是卫星的“贴身侍卫”。
　　上面就是我啦，可爱得甩你们的老公们宋仲基、杨洋、张若昀几十条街耶~好吧，下面才是我真实的样纸~

（图片来源于网络）

　　卫星在预定轨道上围绕行星做周期性运动。而我和我的兄弟姐妹们就驻扎在卫星本体的不同位置上，根据卫星的实际运行状态通过喷射而产生出不同方向和大小的推力，从而防止卫星在运行中“出轨”。此外，我们还能控制卫星的姿态，未来还可能应用到深空探测上（花痴脸）。
　　图片中BlingBling发光的就是我们了。

（图片来源于网络）

　　乃们不要羡慕，虽然我长得可爱，但素我肚子里“干货”多啊，满满都是技能，乃们看！

图片来自《空间电推进原理》，于达仁等著，哈尔滨工业大学出版社

　　电子从我身后的真空阴极中发射出来，推进剂从气体分配器注入推进器通道，在通道里电子与推进剂原子发生碰撞，原子电离形成离子，离子在电场的加速作用下从通道后面喷出并产生推力。

（图片来源：外部资料）

　　为了提高电离率，我学习了“霍尔心法”，从而将电子控制在通道内的磁场中绕磁力线旋转，直到和中性原子碰撞后能量减小，向通道内跃迁到另一条磁力线上继续旋转，转啊~转啊~转啊~
　　就酱紫，我们和卫星相亲相爱地唱着《轨迹》：我会发着呆然后微微笑……那在终点之前我愿意再爱一遍……
　　好景不长，由于修行还不够，我即便是使出洪荒之力也无法完全控制住离子的运动方向。离子在双极扩散、电子热压、轴向磁场分量、原子热运动等影响下会发生径向流动。不仅有可能会撞到我自己的身体，还可能会撞到卫星的帆板上，伤害卫星娇弱的身躯。这就是初级版的我，也就是人们口中的“传统霍尔推力器”。
　　科学家们为了本宝宝可是伤透了脑筋。就像牛顿被苹果砸到就发现了万有引力，科研工作人员戴着老花镜就想到了透镜聚焦，想到了透镜聚焦就想到了磁聚焦（这是本宝宝脑补出来的，哈哈哈）。

（图片来源于网络）

　　类似于透镜可将光束聚焦，磁场可将带电离子束聚焦。在科研大牛们经过一系列的仿真、实验等钻研，验证磁聚焦对离子束羽流发散角的减小起到了有效作用，看（其）着（实）多（特）么（别）简（苦）单（逼）。
　　在苦读“磁聚焦心法”后，本宝宝升级了！我成为了人们所说的“磁聚焦霍尔推力器”。
　　升级后的我可以很好滴控制体内的离子束，羽流发散角可以收缩到15°呢。升级版的我不仅力道变大了，而且还能想喷哪里喷哪里，真乃一箭双雕呢！妈妈再也不用担心我会伤害到卫星啦~
　　估计有的小伙伴听到这里已经蒙圈了，其实对比一下你们就清楚了，给你们一张正经的初中物理受力分析图，你们自己好好想下~

（图片来源：内部资料）

　　在推力器产生相同推力的条件下，羽流发散角越小，有效推力越大。采用磁聚焦技术的霍尔推力器由于羽流发散角小于传统霍尔推力器的，所以能产生更大的有效推力。同时，羽流发散角的减小，也在一定程度上缓解了高能离子对壁面材料进行溅射轰击而造成通道陶瓷壁面的侵蚀问题。
　　（本文来源：太空联盟）

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