在2024年10月，“千帆星座”一期02组卫星发射成功后，业界注意到部分卫星未能顺利进入预定轨道，其高度提升缓慢。尽管具体原因尚未明确，但可以借此机会深入探讨卫星从发射到稳定运行的“隐形驱动力”是什么。
空间轨道与无线电频率资源均属稀缺资源，遵循先到先得的原则。因此，各国和企业纷纷加速低轨卫星互联网的建设，以期抢占先机。然而，卫星互联网的建设不仅依赖于可回收火箭这一“廉价运输工具”，还取决于每年能否成功发射足够数量的卫星以满足建设需求。如果卫星无法顺利升轨，无论生产效率多高，成本都将难以控制。
以SpaceX的Starlink项目为例，其发射的七千多颗卫星中，约有一成由于设计或制造缺陷而未能保持在轨。卫星就像宇宙中的船只，推进系统是其“发动机”和“方向舵”，一旦失效，卫星将失去上升和维持轨道的能力。
卫星的推进系统主要包括冷气推进、化学推进和电推进三种。当前，无论是Starlink还是千帆星座，大多采用电推进系统。科幻电影中的航天飞行器飞行时发出的幽蓝光束，正是电推进系统的体现。
化学火箭以其强大的推力著称，但其大部分燃料都用于克服自身重力，实际用于推动火箭滑行的燃料有限。相比之下，电推进系统利用离子作为推进剂，通过加速带电粒子产生推力。虽然推力较小，但离子体积小，使得飞行器能够携带更多燃料，持续产生推力。
霍尔推进器示意图
霍尔推进器是电推进系统的一种，通过电场和磁场的相互作用，使电子在特定区域内运动，形成环形电子束。推进剂进入电子束后，与电子发生碰撞并电离，形成带正电的离子。这些离子在磁场的作用下被加速推出推进器喷口，产生推力。
霍尔推进器的电离和加速过程一气呵成，可靠性高。但其推力较小，通常在0.001牛顿至几十牛顿之间，与推动一辆自行车的力相当。然而，在太空中，微小的推力也能持续推动航天器运行。
霍尔推进器的设计难点在于，需要在有限的空间内设计合适的磁场，以控制电子的运动。磁场过强或过弱都会影响推进器的效率。因此，设计一个合适强度且稳定的磁场是一个技术挑战。
霍尔推进器内部
我国在磁约束技术方面具有优势，电推进产品线齐全。然而，随着市场对产品规模化品质的要求提高，技术水平仍需进一步提升。
尽管面临挑战，但霍尔推进器在卫星位置保持、重定位和姿态控制方面的应用前景广阔。同时，随着技术的不断进步，电推进系统未来或将在深空探测任务中发挥更大作用。
