等离子发动机
等离子发动机是电推进系统的一种，并已经在国内外应用相当成熟，其应用的主要介质就是等离子体。它使用洛伦兹力让带电原子或离子加速通过磁场，来反向驱动航天器，和粒子加速器与轨道炮都是同样的原理。
中文名：等离子发动机
外文名：Plasmaengine
性质：电推进系统的一种
介质：等离子体
分类：化学推进、电推进
新型工质：固体推进剂
1、简介
等离子发动机是电推进系统的一种，并已经在国外应用相当成熟。只是在中国还处于初级阶段，其应用的主要介质就是等离子体。
2、工作原理
等离子发动机，或者俗称的“离子推进器”采取了一种和化学火箭完全不同的设计思路。它使用洛伦兹力让带电原子或离子加速通过磁场，来反向驱动航天器，和粒子加速器与轨道炮都是同样的原理。
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。
3、优势
采用等离子体的电推进火箭系统不受化学推进剂可释放化学能大小的限制。经验表明一般化学推进剂的能量为70MJ/kg。电推进不受这些限制，它理论上可以达到任何能量。
由于电推进比化学推进的比冲大得多，所以它所需的推进剂将会少的多，从而增加卫星的有效载荷，提高卫星性能和效益。但是电推进也有它的缺点，比如它仅能应用于小推力系统。
火箭发动机单位重量推进剂产生的冲量，或单位重量(力)流量的推进剂产生的推力，又称比推力。比冲或比冲量是对一个推进系统的燃烧效率的描述。
4、发展历程
苏联
前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（静态等离子体推进器）而言，前苏联从70年代初起就开始进行空间飞行试验。
在经历了spt-50、spt-70，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％。
美国
早在1973年，刚刚从麻省理工学院获得博士学位的富兰克林就表示，普通火箭的燃料重量大，不是有效的助推剂，并提出了等离子体火箭（发动机）的概念。
根据他的设想，人们可利用核反应堆将氢变为200万摄氏度的等离子体，然后用磁场控制高温等离子体让其从火箭队尾部喷出。他推算，安装上等离子体火箭，太空飞船的速度可达每小时12.3万英里（约19.8万公里），从地球到火星只需要39天的时间。
过去近40年中，将等离子体火箭变成现实始终是富兰克林追求的一个远大目标。
到了2009年6月，作为带领着团队成功测试了VASIMR的第一节引擎后，富兰克林对这一观点更加坚定。
在2010年，富兰克林研发的等离子体火箭全名为“可变比冲磁等离子体火箭”（VariableSpecificImpulseMagnetoplasmaRocket），英文缩写为Vasimr。
将等离子体火箭用于探火星载人飞船，可让飞船在整个飞行中保持动力供应，高速奔向火星，而不像现在的太空飞船需要依靠地球引力来加速，然后落入火星的引力场。此外，由于安装了等离子体火箭的飞船自带动力，它还能够根据需要变化飞行线路，避开险情。
VASIMR，全功率可变比冲的磁等离子体火箭(Variable-specific-impulsemagnetoplasmarocket)，尽管离最终完善仍有距离，但已经在航天界中引起了巨大反响。
中国
1996年上海航天动力机械研究所(801所)所开始研制静态等离子体推进器(spt)也就是霍尔电推进器，先后研制了spt-40、spt-70和spt-100等样机，并进一步研制了实用的霍尔电推进器。此外我国还有中科院和哈工大等单位进行了电推进器的研究工作。经过国内研究部门的多年努力，在2012年发射的实践九号a星终于携带霍尔电推进器和离子电推进器上天进行轨道验证。
5、应用状况
首要的问题便是火箭需要多台核反应堆为让氢转变成高温等离子体来提供能量。NASA曾于2003年规划采用核动力进行太空探索，不久就因考虑到飞行器爆炸或坠毁可能造成核辐射污染而放弃。其次，人们现在还没有把握用磁场控制等离子体安全地沿通道流过并从喷口射出。此外，人们也不清楚人体对高速飞行会有何样的反应。
迄今已有多个太空探测任务采用等离子发动机，如美国宇航局探测小行星的“黎明号”(Dawn)探测器和日本探测彗星的“隼鸟号”(Hayabusa)探测器，而欧洲空间局撞击月球的SMART-1探测器的目的之一，就是验证如何利用离子推进技术把未来的探测器送入绕水星运行的轨道。