文：晟宇（视频讲解）
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本文主要参考： Introduction to Spacecraft Propulsion- Peter Erichsen, September 2006
https://www.zhihu.com/video/982033248888705024 前言
接着上一次我们聊的的运载器系列。我们今天来说说火箭把卫星送入既定轨道之后的事情。卫星进入轨道的高度和速度是火箭给的，但是后面就要靠自己了。卫星再要想腾挪一下就需要自己也有运动运动的能力，也就是需要我们今天要聊聊的推进系统。
具体的说说为什么需要推进系统吧。这里我想到了一个非常典型的例子可以来说明推进系统干的活。还记得去年也就是2017年我们的"星坚强"吗？就是我们的中星9A，在发射的过程中，火箭出现了异常，本来要去三万六的同步轨道，结果就在1万多中途下车了。怎么办？幸好它有自己的推进系统，于是在技术人员的及时应对下16天10次变轨终于进入预定轨道。
那么星坚强为什么能有这么强的推进能力呢？那是因为它工作的同步轨道存在长期的漂移，而它又需要固定在一个位置来工作，所以它带来足够的推进能力来进行它轨道的长期维持。所以在自救之后，它的工作寿命大打折扣。不过这个过程我们也看到了推进系统另外一个很重要的作用，就是进行轨道的改变。
那么星坚强为什么能有这么强的推进能力呢？那是因为它工作的同步轨道存在长期的漂移，而它又需要固定在一个位置来工作，所以它带来足够的推进能力来进行它轨道的长期维持。所以在自救之后，它的工作寿命大打折扣。不过这个过程我们也看到了推进系统另外一个很重要的作用，就是进行轨道的改变。
在这两个功能以外呢，如果推力器不是正对卫星的质心施加推力，就能让航天器转动起来，所以还可以起到姿态调整的作用。
一些基本概念
由于在运载那一次介绍过了相关的知识，所以这里为了加深印象再重新提一下。几个要记住的点，首先推进是一个变质量的运动，所以要根据推进剂的能力和任务需求来确定需要携带的推进剂的多少。这个一方面是整个任务中需要进行的变轨和轨道维持的任务所决定的推进总量，同时根据任务的要求来选择合适的推力和比冲的推进系统。
推进系统都有哪些？
现在最常用的推进系统主要就是两大类型，一种是化学推进系统，一种是电推进系统。绝大多数的航天器都是选择这两大类的推进器，简单的会选择其中的一种，有的航天器根据不同的需求也会采用多种推进系统的组合。
化学推进系统
化学推进系统又可以分为两大类推进器，一种是和火箭非常类似的燃烧推进器，通过燃料在燃烧室里的燃烧形成高压在转化为高速的气流来获得推力。和火箭类似的，有的是使用固体燃料，有的是使用单一的燃料例如肼，有的会使用多种燃料的组合。燃烧推进充满热情和力量却不够细腻，燃烧型的推力器最大的优点就是推力很大，缺点就是控制的精度比较差，比较适合需要较大速度改变的推进要求。
而冷气推力器在航天发展的早期广泛使用，它简单又可靠，还便宜，但是后来随着电推进等技术的发展慢慢地受到了冷落。
冷气推进大概可以分为压缩气体和相变气体两种推进剂。冷气推进最大的优点就是可以进行精准的推进控制，所以微小卫星蓬勃发展的今天，冷气推进又焕发出了新的活力。
电推进
电推进器在原理上也是将工质通过加热或者电离的手段成为高速的物质流来产生推力。
主要的类型包括：电热型、电磁型和静电型。
电热型的推进器包括早期广泛使用电弧推力器，其原理就是通过加热工质将其气化形成高速气流产生推力。
电磁型推力器就是使用导电气体于磁场的相互作用（洛伦兹力）使其高速喷射来获得推力，由于其工质是等离子体，又称为等离子推进。
静电式推力器就是电能加速工质形成高速射流，来获得推力。其中霍尔推进器获得了非常广泛的应用，尤其是在同步轨道卫星的维持中。
新型的推进器
还有很多新型的推进方式处于发展之中，其中有我们很早介绍过的利用太阳光压来进行星际旅行的太阳帆。不过效率太低，要足够有耐心。不过呢其实太阳帆可以和电推进相结合，反正面积足够大，发的电肯定不少了。
还有太阳热推进器式利用聚集太阳能来加热工质，使其获得推力。目前还在实验室验证中。核能推进有两种模式，一种是提供电能来进行电推，一种是直接加热推进剂来获得推力，当然也可以进行二者的组合，目前只有前苏联发射过使用核能推进的航天器。
不同的推进器特点不同，没有绝对的好与坏，使用的工作场景不同，选取合适的推进器或者推进器组合就能获得比较理想的任务效果。
下一次，我们来聊聊卫星在太空中是怎么一边穿棉袄一边吃冰棍的，卫星的热控系统。
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张晟宇- 中科院微小卫星创新研究院高级主管 | 到「在行」来约见我来源：知乎 www.zhihu.com
作者：张晟宇
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