我国空间推进方式将获新突破

　中国航天报讯 近日，航天科技集团九院771所研制的某电推进系统PPU(功率处理单元)在上海某研究所与发动机匹配成功。这标志着该所重点科研项目——某电推进系统功率处理单元研制成功，并将为我国空间推进技术实现新的突破作出重要贡献。
　　目前，我国在轨和在研的各种卫星的空间推进仍采用传统的化学推进技术，而这种化学推进技术比冲低，需要携带大量的推进剂，降低了卫星的有效载荷。电推进系统是综合性能优良的一种空间推进方式，比冲比化学推进系统高出一个数量级。对于一定的空间推进任务，采用电推进系统比采用化学推进系统可以节约许多推进剂。电推进技术在小行星和深空探测领域中也具有相当优势。
　　为了赶超航天推进技术的世界先进水平，我国开展了某电推进系统的研制。该所电源事业部参与该技术的PPU研究。它的功能是对某电推进子系统的一次电源进行分配、控制和转换。
　　据悉，该电推进系统功率处理单元将在卫星上作搭载试验。

五一〇所氙离子电推进系统方案设计顺利通过院级评审
    由五一〇所张伟文所长、罗崇泰书记带队参加了航天东方红卫星有限公司组织召开的实践 9号卫星氙离子电推进系统方案设计院级评审会。
    会议由东方红卫星公司葛玉君总经理主持，五院科技委主任徐福祥、王希季院士、屠善澄院士以及五院、五院科技委、研发部、通信卫星事业部、控制与推进系统事业部等单位的领导、专家也参加了会议。
    评审组在听取了五一〇所实践9号卫星氙离子电推进系统方案设计报告、可靠性安全性分析报告、技术状态基线报告之后，对五一〇所所基于院自主研发预研项目工程样机的基础上进行的方案设计工作给予了很大肯定。认为：该方案继承性强，合理可行，功能性能可以满足实践9号卫星任务要求；产品技术状态以自主研发工程样机为基线，状态修改明确、合理；关键技术已突破，开展了可靠性、安全性设计以及测试覆盖性分析。
    同时，徐福祥、王希季、屠善澄等院士、专家也非常关心电推进系统的可靠性、寿命尤其是电源处理单元的可靠性问题，要求五一〇所要长远考虑做好技术攻关和地面试验，通过此次电推进系统在实践9号卫星的实验验证为后续高轨道卫星的应用奠定基础。
    此次氙离子电推进系统方案设计顺利通过院级评审也标志着五一〇所所氙电推进系统正式进入了初样研制阶段。

走向国际化的静态等离子体推力器

静态等离子体推力器是苏联研究得最早、最成功、应用最多的一种电火箭发动机。90年代它已从俄罗斯走向国际市场。

独具特色的一种电推力器
静态等离子体推力器（SPT）又称霍尔推力器或闭环漂移推力器。不少学者把它列为无栅离子推力器类型，但从各方面看，它都应归属等离子体发动机一类。
这种推力器早在60年代初，美、苏两国就各自有人开始研究，但美国的研究工作因当时未能达到高的推力效率而中止。而在苏联，由原子能研究所莫罗佐夫教授领导的研究组却一直坚持研究，并取得很大的成功。之后，莫斯科航空学院、热加工研究所及加里宁格勒的火炬设计局等单位也相继投入了研究和飞行应用工作。
推进剂气体（通常是氙）一方面通过阳极进入环形放电通道，另一方面进入阴极（空心阴极）作为启动和维持放电的电子源。磁场线圈及其磁路结构主要用来产生合适的径向磁场分布。发动机工作时，通过阳极分配器进入环形通道的气态推进剂原子，被处于通道内足够热的电子碰撞而离化形成等离子体。因通道内的电场与径向磁场相互垂直，导致电子沿圆周方向作漂移运动。电子漂移运动形成的电流（称霍尔电流）与径向磁场相互作用将对通道内的等离子体沿轴向产生电磁加速力，使等离子体高速喷出，产生反作用推力。
经多年广泛而深入的研究，苏联已先后发展了多种型号的SPT样机（表1），其运行功率目前在0.1～30千瓦之间，放电电压为几百伏， 放电电流从1到数十安培；外加磁场在0.01～0.1 特斯拉，推力0.01～1牛， 比冲多在14～16千牛·秒/公斤范围，效率为40％～50％（也有达70％的试验数据）。推进剂除大都采用氙气外，对氪、氩等气体也作过试验，但效率不如用氙气高。

表1__苏联几种SPT样机的性能参数 样机型号 SPT-50/60 SPT-70 SPT-100 SPT-140 SPT-200 SPT-290
加速通道外径(毫米) 50～60 70 100 140 200 290
推力(牛) 0.01～0.05 0.02～0.10 0.04～0.20 0.08～0.40 0.15～0.60 0.30～1.00
比冲(牛·秒/公斤) - 15700 16000 18100 19500 -
喷气速度(千米/秒) 12 16 16 20 25 30
额定功率(千瓦) 0.7 1.5 3.0 6.0 12.0 25.0
效率 40% 50% 50% 60% 60%～70% 70%～75%
总冲(千牛·秒) 80 250 750 2200 6500 20000
用途 辅助推进 辅助推进 辅助推进 主推进 主推进 主推进
发展状态 正式产品 正式产品 产品 初样 实验样机 实验样机

SPT的特点是：（1）与离子发动机相比，它结构简单，没有容易变形、烧蚀的栅级，运行电压低，所需电源数也少，大大提高了运行可靠性；（2）由于不存在空间电荷效应问题，它的推力密度比离子发动机高，体积可更小；（3）它的比冲和效率虽低于离子发动机，但比电弧加热式火箭发动机高，而且其比冲正好处于目前近地空间飞行器控制所需的最佳比冲范围（10～20千· 秒/ 公斤）；（4）排气流中粒子含有的能量比化学发动机和电弧加热发动机的多，有可能对暴露给射流的表面造成溅射腐蚀；另外，其射流比离子发动机更为发散；（5）用氙作为推进剂才能获得高效率，但氙气自然界很少，产量低，价格昂贵，对大功率大总冲任务成本高。

应用最多的电火箭发动机
苏联是研究和应用电火箭发动机最早、也是最多的国家，只是由于保密原因，直到苏联解体前其详情一直不为人所知。仅就SPT而言，苏联从70年代初起就开始进行空间飞行试验。头两次飞试（称EOｌ-1和-2）都是采用加速通道直径为60毫米的SPT-60（推力约20毫牛，耗功40 0瓦）装在流星卫星上（轨道900公里）进行的。整个推进系统重32公斤。
EOｌ-1的任务是：（1）通过飞试中对推力的测量，比较SPT在空间和在地面的性能；（2）了解SPT改变（控制）轨道的能力；（3）研究SPT与星上其它分系统的相容性问题。飞试结果表，测得的推力与地面所得数据差别不大；SPT工作170小时，可使轨道提升17公里；与星上其它系统未发现有什么不相容的问题。
EOｌ-2飞试的目的是在EOｌ-1的－基础上进一步证实：（1）SPT性能的稳定性；（2）整个电推进系统的可靠性；（3）电推进系统与其它分系统的相容性；（4）SPT的操纵能力。EOｌ-2总重约50公斤，在轨27个月，启动271次，累积运行600多个小时，工作稳定可靠。试验表明，SPT射流对太阳电池表面的沉积影响相当于太阳电池自身的性能劣化；至于对通信的干扰，距离很近时发现有信号丢失现象，离得稍远一点则没什么影响。
上述两次飞试及后来的EOｌ-3飞试（使用SPT-50）,证实了SPT的运行性能和控制能力,解决了航天器设计人员担心的不相容问题,使SPT-70在 80年代成为苏联通信卫星定位和东西位保控制的一个合格部件。
为了满足同步卫星南北位保控制的要求，后来又发展了SPT-100型发动机，并于1994年1月成功地用在航向同步卫星上，担负卫星的定位及全部位置保持（东西和南北位保）控制任务。由 SPT组成的电推进系统成了俄罗斯气象卫星和通信卫星上的一个正式分系统。自1971年以来，已有70多台SPT推力器上天运行，且成功率为100％。

SPT的新发展——国际化
苏联的解体，打破了原来的封闭和保密状态。通过人员互访和学术交流，人们对苏联高度发展的航天技术有了更多的了解。西方国家很感兴趣的就包括苏联的电火箭发动机技术。
对于近地航天器控制，由于SPT具有几乎最佳的系统性能（比冲在10～20千牛·秒/公斤范围内，效率达50％），又有20多年的飞行应用经验， 使西方国家的研究人员和商业组织纷纷研究和评价这种发动机的性能，并考虑如何把它用到西方航天器上。
在欧洲，法国欧洲动力装置制造公司（SEP）等与俄罗斯合作研究和试验了一种称作SPT-70 MKⅡ的发动机。该发动机是俄自己使用的SPT-70的改进型（减小了射流发散及陶瓷放电室的烧蚀），专门为同步卫星的位置保持而设计（它的推力为80毫牛，功率推力比小于16）。SEP负责为这种应用提供整个推进系统；法国宇航公司负责研究电推进系统对同步卫星设计的影响及如何设计一个卫星，以使电推进系统性能得以充分发挥；而马特拉-马可尼航天公司则在研制一个用SPT-7 0MKⅡ作位置保持的电信卫星平台。试验和飞行计划由法国宇航和SEP联合实施。

美国一个电推进专家组1991年访问了苏联一些单位，实地了解SPT的性能。后在弹道导弹防御局的资助下，由喷推实验室和刘易斯研究中心牵头，先后从俄购置了4台SPT-70和一台SPT-10 0，利用自己的设备，通过试验对SPT进行了性能、寿命和接口界面等方面的评价。这些试验获得的良好结果使美劳拉空间系统公司在1992年5月同俄火炬设计局及莫斯科航空学院的应用软科学与电动软科学研究所签订了一项关于SPT-100发动机商业化的合作协议。为此它们组建了一个叫国际空间技术公司的合资公司。该公司后来又增加了法国的SEP和美国的大西洋研究公司。它们分别负责在欧、美和加拿大销售有关产品。
虽然SPT按照俄标准已鉴定合格，并有20多年的飞行经验，但要用到西方航天器上并使航天器设计者们对它们有足够的信心，还要做很多工作，主要有：（1）俄所用的电源处理单元（PP U）比较笨重，需利用西方电子技术研制轻型高效的PPU。（2）西方卫星寿命较长（10～15年），需要通过寿命试验证实其相应的寿命。（3）按照西方的标准证实推进系统与航天器的相容性，如射流发散引起的溅射，对太阳电池的污染沉积影响及电磁干扰等问题。
表2__新型SPT-100标称性能 推进剂 氙
推力 83毫牛
功率 1350瓦
比冲 15700牛·秒/公斤
推力器效率 48％
质量流率 5.3毫克/秒
开/关循环寿命 4000次
总冲 1×106牛·秒
推力器质量 3.5公斤
推力器尺寸 1.5厘米×22厘米×12.5厘米

整个系统包括推进剂贮存和管理装置（PSMA ）、氙推进剂流量控制器（XFC）、电源处理单元、推力器及相应的连接管路和电气接口等。
它包括4个主要部件：两个互为备份的阴极、阳级（也是推进剂分配器）、放电室和磁场系统。每个阴极包括一个空心阴极、一个加热线圈、热屏蔽和一个点火器。阳级呈环状，通过其上的小孔注入推进剂。环形放电室（最大外径约100毫米）由氮化硼和二氧化硅陶瓷材料构成，它在推力器本体与等离子体之间起隔离作用。磁场系统由一个内部磁场线圈和 4个外部磁场线圈及导磁体构成。参加新型SPT-100 合作研制的各方以国际通信卫星7A的控制任务为目标进行研制。据分析，用这种推进系统作7A卫星的南北位保控制，在15年寿命期间可望节省500公斤重量。
自1993年以来，各方负责的试验陆续进行，并取得很好的结果。火炬设计局的一台SPT寿命试验时间已达7000小时，仍可工作；喷推实验室的SPT与新设计的PPU一起，寿命试验已过5000小时，6500次开/关循环， 且还在继续进行。虽然在几千小时的工作中，推力器的瓷绝缘材料烧蚀严重，但性能相对稳定。对人们担心的推力器喷射流可能引起航天器充电，对太阳电池的污染沉积，溅射烧蚀，电磁干扰等问题，经大量试验和检测，得出的结论是：这些都不成问题。
到1997年为止，已完成各分系统的鉴定试验和1000小时的整机集成试验。新型SPT-100推力器的标称性能如表3所示。这种新型推进系统将装在目前正在研制的马特拉-马可尼航天公司和法国宇航公司卫星上作为南北位置保持的控制系统，也将成为法国技术卫星吼猿的基准系统。美国正在安排一项飞试计划来证实这类推力器的空间性能。
此外，为解决卫星轨道转移用的主推进系统，正在研制大功率的SPT（参见表1）。为了满足高速发展的小卫星和微型卫星控制的要求，SPT也正在向小功率和微型化方向发展。原来已经不用的SPT-50（300瓦）重新受到重视，而美麻省理工学院则在研制功率更小的SPT（50瓦）。

电火箭推进的空间探测器  


　　从1959年首次进行探月(苏联的月球1号)以来，人类已对月球进行了近90次探测；赴火星的探测器也发射了30多个。到目前为止，除冥王星外，人类对太阳系的八大行星都进行了初步探测。1998年以前，这些空间探测器的推进系统都是采用化学火箭发动机。1998年之后，陆续出现了用电火箭推进的空间探测器，如美国的深空1号，日本的缪斯C(又称隼鸟号)和欧空局的斯玛特1。为什么要用电火箭推进?它有什么特点?探测器飞行结果如何?本文对此作简要的介绍，以求引起人们的了解和关注。
　　
　　空间探测需要高效的运输(推进)系统
　　
　　航天事业的每一次突破都有赖于推进技术的发展，而新的航天活动又将对推进技术提出更高的要求。化学火箭的诞生和发展使人类在探索和利用太空、改善自身的生活环境及质量等方面取得了辉煌的成就。但是，航天活动是一种综合性、高难度、高风险因而必然是高成本的活动。近地航天事业如此，月球、火星等太阳系的空间探测尤甚。其中，运输成本，特别是地面发射成本又占相当大的比重。因此，发展高效的运输系统(成本低、有效载荷比高)，确保空间探测任务能够进行，便是航天工作者日思夜虑、寻找解决途径的重要课题。
　　采用火箭发动机推进的运输系统主要是靠提高火箭发动机的性能来降低费用。根据火箭方程(即齐奥尔科夫斯基公式)，我们知道，高效的运输系统必须采用高喷气速度(高比冲)的推进系统。　　
　　对于化学推进，由于它是能源和工质(推进剂)统一的系统，最高的喷气速度取决于推进剂的内能和发动机结构材料的耐温能力，不可能太高。要想提高喷气速度，只能从寻找新型高能推进剂和高效发动机结构两方面下功夫。
　　电推进(电火箭)是一种高比冲的推进系统。约在100年前，齐奥尔科夫斯基和戈达德等人就提出了利用电能产生并加速带电粒子以获得高喷气速度的概念。经过多年的发展，目前已经形成了具有三大类(电热、电磁和静电)十余种发动机的电火箭系列。完成了从实验室到空间应用的过渡，开始走向产业化、商品化。到现在，电阻加热式发动机、电弧加热式发动机、脉冲等离子体推力器(PPT)、静态等离子体推力器(SPT)和离子发动机已经应用在100多颗卫星上，担负轨道控制、位置保持辅助推进任务，取得了很好的经济效益。在波音、洛马等卫星公司生产的长寿命同步轨道卫星上，电推进系统已成为卫星南北位置保持的标准化分系统。
　　但是，电推进需要电才能工作，它是一种能源和推进剂分开的系统。这样，高比冲节省的推进剂质量要被增加的电源系统质量抵消一部分。此外，虽然电推进具有很高的比冲，但由于它产生的推力很小(最大也不过牛顿量级)，只能担负空间推进任务，不可能用于从地面起飞的运载火箭。
　　另一种高比冲推进系统是核推进，理论上有核裂变和核聚变两种类型。上世纪60年代前后，美国和苏联都曾对核裂变发动机开展过实验研究，后来由于没有应用需求和经费支持而停了下来。80年代美国曾计划恢复研究，终因核污染这个敏感的环境问题而未果。至于可控核聚变，只有在地面实现了之后才有可能谈空间应用的问题。
　　除上述高比冲推进系统外，利用目标星球引力和气动力的“借力推进”也是常用的降低空间运输成本的措施。近几年来，人们按照“就地取材”的理念，提出了不带或少带推进剂的新型推进方法(束动量推进)，如太阳帆推进、利用空间带电粒子的电磁推进和利用空间磁场的绳系电磁推进等。不过，这些方法与束能推进 (激光、微波热／电推进)一样尚处于基础研究阶段。
　　在上述可能的推进系统中，除化学推进外，近期可以采用的、比较现实和成熟的高效空间运输系统就只能是电推进了。
　　
　　电火箭推进空间探测器的演示飞行
　　
　　电推进技术的高比冲、小推力、长寿命等特点，正适合航天器对空间推进系统提出的高速飞行、长期可靠工作和克服较小阻力的要求，不但可用于近地空间航天器的控制，而且更适用于空间探测和星际航行的主推进。对许多空间飞行任务的分析表明，高比冲电推进空间探测器具有下列优点：
　　——增加有效载荷的净质量(可达10倍)，使一些飞行任务成为可能。
　　——缩短飞行时间。如用化学推进的欧空局彗星探测器罗塞塔，初始湿质量2．9t，到达彗星461)／沃塔宁要9年，净质量1．3t；若用太阳电推进，湿质量1．83t，提供净质量1．3t，只需2．5年即可到达，从而可降低运行成本。
　　——不受发射窗口的影响。
　　——可用较小级别的运载火箭发射，大大节省发射成本。
　　这些优点很早就引起了人们的注意。最早在空间探测器上采用电推进系统的是苏联于1964年12月发射的金星自动行星际站“探测器”，不过它只是采用脉冲等离子体推进系统担负太阳帆板定向控制(辅助推进)，而不是作为探测器的主推进。
　　
　　空间电推进系统根据所用的能源，可分为太阳电推进和核电推进两种。太阳电推进是指用太阳帆板把太阳能变换成电火箭发动机所需电能的各种电推进系统。
　　(1)美国的深空1号探测器
　　世界上第一个采用电推进系统作为主推进的空间探测器是1998年美国发射的深空1号。深空1号重486kg，主要目的是通过与小行星及彗星的交会飞行，演示对未来空间和地球科学探测具有重要意义的12项先进技术(同样功能若全部用化学推进，探测器质量接近1300kg)。其中第一项就是演示用氙作推进剂、直径为30cm的直流电子轰击式离子发动机(见图2)组成的太阳电推进系统担负深空1号主推进的能力和性能。从探测器上天后的飞行情况来看，除发动机首次运行时出现了一次因污染物在两栅极之间造成短路而停止工作的故障外，到2001年9月，已累积运行14200h，完成了预定的推进任务(1999年 7月与小行星及2001年9月与彗星的交会)和性能调节试验，再未出现任何故障。离子推进系统运行时，所有运行参数都接近期望值，而且探测器上所有设备也都工作正常，没有受到电磁干扰及其它污染的影响。
　　深空1号的成功飞行，获得了大量有意义的结果。它演示了：
　　——离子发动机作为主推进成功运行，并实现了卫星的自主导航飞行。
　　——太阳电推进飞行是一种小推力推进的飞行，与化学发动机的大推力推进在导航和控制方
面是不同的，但没有额外的困难，其成本也无明显增加，相反它更容易实现自主导航和控制。
　　——太阳电推进的运行不会对通信和其它仪器设备带来有害的影响。
　　可以说，这次飞行是深空探测采用先进推进系统发展的一个里程碑。
　　(2)日本的小行星探测器缪斯C(隼鸟号)
　　第二个采用太阳电推进的探测器是日本的缪斯C。缪斯C的任务是对小行星1998SF36系川进行探测、取样并返回，从中研究太阳系起源等问题。通过对化学推进与连续小推力加速的电推进进行分析、比较，得出的结论是即使是单程飞行，电推进也优于冲量转移的化学推进，所以决定选择高比冲的离子发动机作为缪斯C的主推进系统。
　　缪斯C重530kg(包括65kg氙气和50kg化学推进剂)，总功率1．4kW，三轴控制。探测器上的推进系统有担负主推进的4台推力器(3台同时工作，1台备份，每台产生约8mN推力，比冲3000s)、直径10cm的微波氙离子发动机系统和双元液体反作用控制系统(共有12台发动机，每台产生 20N的推力，比冲290s)。微波离子发动机推进系统由日本电气和三菱重工业公司生产，用作探测器导航及轨道控制的执行机构，采用双框架进行推力矢量控制。虽然缪斯C用的也是离子发动机，但其推进剂离化的方式与深空1号完全不同。深空1号用的离子发动机采用直流放电离子源和空心阴极中和器，而缪斯C用的则是微波回旋共振放电离子源和中和器，这是一种真正的无电极放电系统，不存在主放电阴极和中和器电极寿命限制等问题。
　　
　　在缪斯C飞行任务中，要验证四项重要技术，即电推进技术、自主导航技术、从小行星低重力环境下收集样品的技术和返回地球的技术。
　　缪斯C于2003年5月9日发射，5月30日微波离子发动机启动并以低推力／高比冲连续运行，使探测器螺旋式飞离地球。到2004年5月19日．在 3700km的近地点，缪斯C经轨道调整后沿着新的椭圆轨道飞向小行星系川。原计划在完成对小行星表面拍照和取样(通过向小行星表面抛射金属体，将撞击时产生的尘埃吸进探测器的锥形样品盒)后，于2005年底开始返回。但由于缪斯C在着陆时未能射出金属体，并且离开系川小行星后可能出现燃料泄露，因此，是否采到样品以及何时返回地球目前尚难预料。
　　(3)欧空局的斯玛特(SMART)1月球探测器 　　
　　欧空局的斯玛特1是第三个采用太阳电推进作为主推进的空间探测器。斯玛特1是欧洲的第一个月球探测计划，由欧空局领导、瑞典空间局负责具体实施。发射这个探测器的主要目的是通过摄取月球表面不同地区的照片，来研究月球表面的形态、地形和结构，了解月球是如何形成的。另外，还有一个重要目的就是演示深空科学探测用的关键技术，特别是用作主推进的太阳电推进技术的可行性和实际性能。
　　与深空1号和缪斯C探测器不同，斯玛特1主推进用的是SPT而不是离子发动机。SPT于上世纪60年代由苏联研制成功，在苏联解体后，该技术通过技术转让和合作研究扩展到美法等国家。斯玛特1用的推力器采用了法国国家空间研究中心与俄罗斯10多年来合作研究取得的技术成果，其全部推进系统(包括电源处理单元、推进剂供给系统、遥测遥控单元、电磁干扰过滤器和推力器定向控制机构5部分，约72kg)由斯奈克玛发动机公司设计和制造，发动机为PPS- 1350型，但运行功率小一些。
　　斯玛特1总重370kg，三轴稳定，共耗资1．1亿欧元。它于2003年9月27日用阿里安5火箭发射上天，将进行7项实验、10个研究项目。电推进系统于9月30日在环绕地球飞行的轨道上进行了首次点火试验并持续运行了1个小时，发动机工作得很好。此后，电推进系统使探测器沿着一系列螺旋形轨道逐步远离地球。到2004年4月16日，发动机已累积运行了2000h，工作正常。到2004年11月15日，探测器到达距地球约318300km的地月引力平衡点，随即进入月球引力范围飞行。到2005年2月，已到达近月点470km、远月点2900km的最终椭圆极轨道。探测器将绕月飞行6～12个月。电推进系统从开始工作到使探测器进入最终的绕月轨道，共消耗了75kg的氙气。数据表明，发动机在空间的运行比在地面真空系统的试验更好。如果斯玛特1飞行成功，它将为未来欧空局的深空探测任务提供一种先进的空间运输系统。
　　由上可见，发自不同国家的3个空间探测器都有一个共同点，即都是小型的，且把演示电火箭主推进系统性能作为飞行的一个主要目的。但是，他们又各有自己的特色和创新点(发动机类型不同，性能参数有高低，运行方式也不一样)，而不是简单的重复。这为今后的应用提供了多种选择。
　　
　　发展趋势 　　
　　太阳电推进在深空1号的成功应用，大大激发了人们对这种推进系统的兴趣。目前，美国有兴趣、有希望采用太阳电推进进行太阳系探测的任务有木卫二着陆器、土星环观测、海王星轨道器、金星表面取样返回、彗星核取样返回和水星轨道器等。美国还正在研制下一代太阳电推进系统以及为未来太阳系及星际探测的核电推进提供10～30kW级、比冲大于10000s的离子发动机。由于深空1号的离子推进系统试飞成功，美国与德、意合作的用于探测灶神星和谷神星小行星的 “曙光”探测器将继续选用离子推进系统作为主推进。美国计划于2007年启动的星际探测任务，要求离子推进系统的功率达100kW、寿命10年、比冲 10000～15000s。
　　毫无疑问，只要日本和欧空局的演示飞行成功，用太阳电推进作主推进的空间探测器也将会陆续发射，如日本正在考虑的金星探测器、欧空局计划中的“激光干涉仪空间天线”(LISA)、水星探测器贝皮·科伦布、太阳轨道器SOLO、火星及其卫星取样返回轨道器等。
　　从目前的研究和发展计划看，应用电火箭推进的空间探测器将经历三个发展阶段：
　　——目前的小功率(kW级)太阳电推进在小型探测器上试用；
　　——中功率(10kW级)太阳电推进在中型探测器上的飞行；
　　——大功率(100kW～MW级的MPD或离子发动机)核电推进系统在月球货船、太阳系边缘星球探测的应用。很难想像，没有电推进的货船，如何能有效地把月球或火星上的矿物运回地球。
　　
　　结束语
　　
　　无论是从近期或长远来看，对太阳系内的空间探测对于了解太阳系及宇宙的起源和演化，了解地球与其它星体及空间环境的关系，保护地球，开发和利用空间资源都有十分重要的意义。为了降低空间探测的巨大费用和实现飞行任务，用于探测太阳系内(更不用说系外星体)的空间探测器需要采用新型、高效的运输系统。这种高效运输系统除了发展新型化学火箭外，还有电火箭和核火箭等许多先进推进技术备选方案。其中，高比冲的电火箭是最现实的广种高效空间推进系统。深空1 号、缪斯C和斯玛特1的飞行是电火箭发动机应用上的新突破(连续长时间的主推进运行)，为太阳电推进今后的应用打下了良好的基础。星际航行是电火箭最合适的应用场合。可以预料，用电火箭推进的空间探测器将会不断出现。

电火箭发动机XIPS-20型氙离子推力器

电火箭技术试验卫星实践九号

深空一号喷出的蓝色离子火焰