霍爾推進器：人類太空探索的未來動力？

鹿鳴

2017年5月7日，執行第4次任務的美國X-37B空天飛行器在完成718天的在軌飛行后，返回肯尼迪航天中心。作為美國空軍的軌道試驗飛行器，X-37B的多次任務均未公布細節。這幾次飛行，帶來什么載荷上去，又進行了哪些試驗，往往不為人知。而這次X-37B的飛行任務，從美國軍方無意間透露的信息來看，可以確認上面搭載了霍爾推進器。那么，霍爾推進器是怎樣的一種設備？作為電推進系統中的一員，霍爾推進器與傳統的化學火箭推進器之間又有什么區別呢？未來人類將會用霍爾推進器執行怎樣的任務呢？

霍爾推進器

1879年，美國物理學家霍爾于在實驗中發現，當電流垂直于外磁場通過導體時，在導體垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電壓。這個電壓叫做霍爾電壓。這—現象便是霍爾效應。

然而，雖然美國人發現了霍爾效應，但是世界上第一臺霍爾推進器卻是蘇聯科學家研制成功的。

1962年，蘇聯科學家莫羅佐夫提出了靜態等離子推進器（Stationary Plasma Thruster，簡稱SPT）的概念。推進劑氣體一部分通過陽極進入環形放電室，—部分進入空心陰極。在推進器內部，有一對互相垂直的電場和磁場（電場沿軸向方向，磁場沿徑向方向）?？招年帢O是一個維持穩定放電的電子源。其產生的電子在徑向磁場的洛倫茲力的作用下，形成了一個做圓周運動的電子束。這個電子束便是霍爾電流的來源。霍爾電流在磁場中產生霍爾效應。在軸向電場的相互作用下，歡騰的電子與推進劑激烈碰撞并使推進劑電離?！?br>