天宫已经有了霍尔推进器，为什么还要往上运化学燃料？

2022年7月24日14时22分22秒，长征五号B遥三运载火箭搭载问天实验舱成功发射升空。

问天实验舱的发射总重量超过了23吨，其中整舱干重约为21.5吨，另有1550千克的肼类燃料。所谓的肼类燃料实际上就是我们常说的偏二甲肼以及四氧化二氮，它们都属于化学燃料。这就令人产生了一些疑惑，众所周知，化学燃料重量大、占用空间多，且运输成本高昂，并不是理想的航天动力源，而天宫空间站所使用的是LHT-100型霍尔电推推进器，该推进器所使用的燃料是54号元素氙，根本用不着化学燃料，为什么要将这么多的化学燃料运到空间站上去呢？

什么是霍尔推进器呢？

霍尔推进器是一种静电推进器，而除了静电推进器之外，电推进器家族还有电磁式推进器和电热式推进器。霍尔推进器顾名思义就是利用了霍尔效应，霍尔效应是由物理学家霍尔与1879年所发现的，简单来讲就是说：当电流垂直于外磁场通过半导体时，在垂直于电流和磁场的方向会产生一个附加电场，因此在半导体的两端就会产生一个电势差。霍尔推进器就是由一个能够产生霍尔效应的装置以及一个电子源所组成的。在霍尔推进器中，电子源所发射的电子会因为霍尔效应而形成一个环状电子束，这使得霍尔推进器看起来颇具科幻感。

当我们把氙气输入到霍尔推进器之中时，环状电子束中高速运动的电子会使氙气发生电离，电离后的氙离子会高速向后喷出，从而产生推力。

霍尔推进器看起来很是高科技，但明白了原理之后我们就会发现，其实霍尔推进器与传统的化学推进器并没有本质上的区别，它们都是依靠向后扔东西而产生的反作用力向前推进。只不过化学推进器扔出去的是化学燃料燃烧后产生的高速射流，而霍尔推进器扔出去的是电离后的氙离子，而霍尔推进器的优势也就在于此，因为扔的只是离子，所以燃料消耗极少，而电又是太空中唾手可得的东西。

如果说霍尔推进器有什么缺点的话，那就是推力不足。

作用力与反作用力是相等的，既然扔出去的只是一些离子，所能够产生的推力自然也大不了，通常只有几牛而已。几牛的推力，这在地球上基本是什么也推不动，但太空就不一样了，太空没有阻力，所以只需要一点点的推力就可以使航天器动起来，所以霍尔推进器安装在航天器上是再适合不过了，且未来还有发展空间，在不久之前，我国的HET-450单通道霍尔推进器在地面实验中就实现了4.6牛的推力。既然霍尔推进器这么适合于安装在航天器上，而天宫空间站确实也已经用上了霍尔推进器，为什么还要运送这么多化学燃料上去呢？

霍尔推进器虽然好，但它不是万能的，它的最大缺点还是推力太低，这使得在面对一些特殊情况的时候，它显得有些力不从心。

众所周知，在太空中存在着很多太空垃圾，而空间站在运行的过程中很可能会与这些太空垃圾的运行轨道发生重叠，如果这些太空垃圾撞上空间站，那么将会给空间站带来不可估量的损失，此前国际空间站的机械臂就遭受了一个极小太空碎片的撞击，结果留下了一个极为明显的孔洞。太空垃圾虽然可怕，但其运行轨迹是可以提前预判的，不过只是提前预判还不够，还要能够及时躲避。霍尔推进器的推力很低，如果要是提前个把月发现太空垃圾，还可以躲开，但若只是提前几天，靠霍尔推进器就不行了，此时就要用上化学燃料了。

除了躲避太空垃圾之外，在与飞船对接的时候，也需要用到化学燃料。

发射升空的飞船与天宫空间站的运行轨道是存在差异的，为了成功对接，飞船必须要逐步调整位置并赶追空间站，这就使得对接时间被大大延长了。但如果空间站使用化学燃料为动力，自行调整自己的姿势和位置，就可以大大缩短对接的时间，而这种需要在短时间内快速调整的任务，霍尔推进器那点微小的推力肯定是做不到的。不过这一切都只是暂时的，随着大功率霍尔推进器技术的不断突破，未来我们的航天器还是有可能彻底摆脱化学燃料的。

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