从美国“旅行者1号”飞船进入星际空间，到中国“嫦娥四号”计划世界首次月球背面着陆巡视探测……人类放眼“星辰大海”的步伐已经越来越快。

航天发展，动力先行。

推进系统一直承载着人类进入太空、探索宇宙的梦想，被称为人类空间技术事业发展的基石。传统推进系统能否支撑星际旅行的梦想？

因为在航天器性能、寿命和飞行速度方面受到限制，传统的化学推进已然不能满足当今不同卫星平台的任务需求。與之相比，霍尔电推进可以节约大量推进剂，被广泛用作地球同步轨道卫星和深空探测等任务的主推进系统。

但是，电推进器工作时产生的羽流（指从发动机喷管喷射出来的羽毛状的高速高温燃气流，是一种气体分子浓度大、电子密度和电子碰撞频率都很高的弱等离子体）有可能撞击表面板和光学电子仪器，造成粒子污染，使航天器表面及仪器性能退化，从而对航天器工作造成不良影响，甚至影响其工作寿命。而且，由于真空环境下的羽流很难进行实验模拟，真空羽流场的实验研究一直很难进行。

于达仁，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院教授，针对霍尔电推进羽流发散角大影响性能和寿命的世界性难题，历经14年攻关，终有所成。

2016年11月3日，哈工大空间电推进技术取得重大进展，和中国航天科技集团公司第五研究院第五〇二研究所联合研制的磁聚焦霍尔推力器HEP-100MF成功搭载长征五号运载火箭在实践十七号卫星上进行了飞行验证。

这个推进器就出自于达仁团队之手。这个成果也被评为“2016年度高校十大科技进展”。

它厉害在哪里？

此前国内外研究普遍表明，高放电电压下（Ud≥500V）推力器会出现如电子电流增大、电子温度升高达到“饱和”、电离过程加速过程稳定性恶化放电振荡增大、羽流发散、推力器超温和绝缘失效等问题。如何在高电压工况下实现推力器的等离子体束流控制及聚焦，减少等离子体与壁面作用的产热？

针对这一关键问题，于达仁团队建立了壁面非光滑形貌下电子无碰撞传导的理论，发现了励磁回路与放电回路间的耦合振荡，修正了静态磁场的设计理念；建立了放电稳定性的理论判据，提出了壁角离子溅射腐蚀稳定性判据及壁面减速腐蚀机理；他们突破了宽范围磁聚焦、热/电/磁耦合设计、放电低频振荡控制、低功耗高可靠空心阴极稳定放电等关键技术，研制成功磁聚焦霍尔推力器HEP-100MF。较国外同类产品，降低推力器燃料消耗20%，羽流发散角减小了60%。

这一系列突破，为我国新一代长寿命航天平台提供了具有自主知识产权的新型电推进技术，同时将为我国新一代通信卫星、遥感卫星、空间站及深空探测提供技术支撑，可广泛应用于我国新一代全电推进通信卫星平台。

这也是国际电推进技术发展史上的一个重要里程碑。这是世界首次实现磁聚焦霍尔推力器空间应用。它采用的新一代霍尔推力器技术，代表着国际上目前的主流发展方向。

目前，该磁聚焦霍尔推力器已完成了包括点火、性能标定、长稳态测试及卫星系统兼容性等所有在轨考核，各项参数均满足指标要求，其中磁聚焦与羽流发散角控制技术达到国际领先水平。

除这一成果外，针对航天、国防在动力方面的需求，提升技术创新和成果转化能力，于达仁教授团队面向高超声速推进这一国家重大战略需求和学术前沿，研究成果涉及航空、航天未来关键动力领域，解决了部分我国在航空、航天等行业亟需解决的技术难题，成果总体达到了国内领先、国际先进水平。

近五年来，研究团队承担了包括863、973、国家自然科学基金群体及面上项目、武器装备预研、国防基础科研等国家级科研项目近50项；获省部级一等奖2项、二等奖1项；申请国家发明专利70余项（授权40余项）。至今为止共发表学术论文500余篇，SCI、EI分别收录300余篇。

我国是近年来深空探测领域的“新星”，探月是近期主要任务，火星探测计划在2020年之后，此外中国科学家还提出了多项空间探测计划。

浩渺宇宙，有无限秘密等着人类去探寻，而在未来，这些飞向太空的“中国星”身上，需要装一颗支撑她远航的“中国心”。

人物简介

于达仁，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院教授。1981年至今一直在哈尔滨工业大学学习和工作。2009年入选长江学者特聘教授，并获得国家杰出青年基金。2009年至今任动力工程学会、工程热物理学会理事，宇航学会电推进专业委员会常务副主任。