什么叫“比冲”?
　　推力器的性能常用“比冲”来表示。比冲就是每秒钟喷出1千克工质所产生的推力大小。比冲越高，说明产生同样大小的推力所需消耗的工质越少，效率越高。所以，电推力器的比冲比化学推进系统高几倍至几十倍。但是，比冲高的推力器，推力不一定大，火箭的推力等于每秒钟喷出物质的质量与比冲的乘积，电推力器喷出物质的流量是很微小的，故产生推力也很微弱，一般为几毫牛至几百毫牛。
　　利用电能产生并喷出粒子流来获得反作用推力的想法，早在1906年就由美国的“火箭之父”哥达德提出来了，并且完成了原理性试验。然而，当时人们需要的是能战胜地球引力的大推力火箭，电火箭因其推力太小而被束之高阁。
　　过了半个多世纪，人们在研究如何控制人造卫星的姿态和轨道时，发现小推力推进系统的妙处，开始了工程样机的研制，经过近20年的试验改进，逐渐达到了实用的水平。
　　1964年7月，美国进行了世界上第一次电推力器的太空飞行试验。1970年2月，“空间电火箭试验2号”卫星被送入极地轨道。美国还在其“应用技术卫星”系列上试验了铯离子火箭。1993年美国洛马公司首次成功在“电星4”静止通信卫星上采用以肼为工质的电弧式推力器，以保持卫星的位置。


　　1964年12月，苏联在“探测器2号”火星探测器上使用了6台聚四氟乙烯脉冲等离子体推力器，用以实现对太阳定向。从1966年到1977年，苏联发射了探测器“琥珀”1号至4号，进行弹道式飞行，以试验轰击式离子推力器。自1971年至今，苏联和俄罗斯，已在“流星号”等多种卫星上试验或使用稳态等离子体推力器。这种推力器已经非常成熟。
　　日本于1981年2月，在其“技术试验卫星4”上试验了脉冲等离子体推力器。
　　我国在上世纪70年代末研制成聚四氟乙烯脉冲等离子体推力器，并于1981年12月用弹道式火箭进行了首次空间飞行试验，试验获得圆满成功。80年代末90年代初，我国还研制成功了直径8厘米，以汞为工质的离子推力器，推力为4毫牛，比冲2650秒，耗功158瓦，效率达到60%，虽未经空间飞行考验，但为后来的发展打下了良好的基础。
　　进入21世纪，电推进在航天中的应用的广度和深度都得到加强，越来越多的大型地球静止卫星用它来进行定点位置保持，已有若干行星探测器考虑用电推力器作为主推进系统，将探测器加速到脱离地球引力所需的速度。我国正在加紧研制的新一代大型地球静止轨道通信卫星平台也考虑使用电推进系统。


　　目前，在航天器上正式应用的电推进系统，主要是电弧式推力器、离子推力器和稳态等离子体推力器。
　　电弧式推力器的优点是，可用氢、氨、肼等常规化学推剂作工质，在航天器上，可以与通常的肼化学推进系统共用一套贮箱和输送管路系统，从而可简化结构，减轻质量。
　　早期的离子推力器用汞或铯作工质，现在大都改用了氙、氩等惰性气体。氙无毒，不会爆炸，不腐蚀贮箱和管路。在标准贮存压力下，其密度比水高60%，可以缩小贮箱的体积，减轻卫星的干重。离子推力器的优点是比冲高，但结构较复杂。美国休斯空间与通信公司制成了世界上第一台商用氙离子推力器，装备在该公司的HS-601HP型通信卫星平台上，也用于定点位置保持。该推力器直径13厘米，比冲2568秒，推力18毫牛，在1997年8月发射的泛美卫星公司的PAS-5通信卫星上首次应用。休斯公司正在研制直径为25厘米，比冲为3800秒，推力为165毫牛的离子推力器，工作寿命已接近1万小时，准备用在该公司的HS-702大型通信卫星平台上。我国也正在研制以氙做工质的离子推力器。


　　稳态等离子体推力器用电磁铁在工质气体周围形成磁场，气体工质被电离后，沿垂直于磁场方向施加电场，被电离的工质便会在洛伦兹力的作用下加速喷出。这种电推力器耗功较小，一般不超过500瓦，其结构紧凑，比较适合于小卫星。俄罗斯研制的用氙作工质的稳态等离子推力器，已经实现了商业化。法国的军用通信卫星和美国航宇局的“中型探测器”卫星，将采用这种推力器作为主推进系统。
　　电推进是未来大有希望的轻型、高效的太空推进系统，下一步将从以下几个方面发展：
　　一是继续延长推力器的工作寿命，目标是4万至5万小时。对于离子推力器来说，主要是研究用耐离子轰击的碳碳复合材料做电极，以延长工作寿命。
　　二是提高推力器的能量转换效率，同时采用直接式太阳能电推进系统，减少太阳电池阵(电源)与推力器之间的转换环节，以减轻质量和减少能量传输损失。
　　三是开发较大推力、高比冲的电推力器，以满足大、中型航天器需要的同时，开发微型的等离子体推力器，其比冲不低于1500秒，质量减轻到1千克以下，功耗降低到小于5瓦，以供正在蓬勃发展的微、小型卫星使用。★