间推进,如航天器姿态控制、位置保持、轨道机动和星际飞行等。
离子推进利用工质电离生成离子,在静电场的作用下加速喷出,产生推力,所以又称“静电推进”。离子推进的加速原理比较简单,从理论上讲,在加速过程中没有能量损失,因此,效率较高,在1kv 的加速电压下,就可以获得数千秒的比冲。离子推进是开发时间最早、地面和空间飞行试验都比较充分的一种电推进。
后来阿古人进行了多次试验,终于技术成熟了。随着要求卫星的工作寿命越来越长,特别是大型通信卫星,其寿命长达15年,为保持轨道定点位置,所需的推进剂越来越多,大量挤占了有效载荷的重量。因此,大型通信卫星的推进系统改用电推进已势在必行。此外,小卫星的普遍兴起,对电推进(包括离子推进)也提出了需求。
传统的火箭是通过尾部喷出高速的气体实现向前推进的。离子推进器也是采用同样的喷气式原理,但是它并不是采用燃料燃烧而排出炽热的气体,不采用化学燃烧方式,而是通过电能作用于工质激发高速离子流向后推进。它所喷出的是一束带电粒子或是离子。它所的推动力或许相对较弱,但关键的是这种离子推进器所需要的燃料要比普通火箭少得多。只要离子推进器能够长期保持性能稳定,它最终将能够把太空飞船加速到更高的速度。
离子电推进发动机的特点是加速度很低,可能会只有几厘米秒甚至更低,有人形容这种推力只能“吹动一张纸”。但与化学火箭极短的燃烧时间不同,电推进火箭的加速时间可以很长,因此发动机比冲很大,就是说同样质量的工质能更大的总推力和最终速度。另一方面,卫星的调姿和变轨,微小推力往往就已足够。