6月17号，我国成功发射神舟12号飞船，随后飞船顺利对接天宫空间站的核心舱，3名航天员进入空间站开始3个月时长的太空之旅。8月20号的上午，宇航员们第二次成功出舱行走，随后全景相机被他们顺利抬升，并且完成扩展泵组的安装工作。

核心舱是天宫空间站最重要的一个部分，它的直径有4.2米，长度是16.6米，重量为22吨，体积约等于50立方米，使用寿命可以达到15年左右。和国际空间站相比，我国的核心舱在容积和大小上更优秀。而且天宫空间站也有多项技术领先国际水平，包括推进系统。

传统动力系统

牛顿的第三定律认为，一个物体不管在空间内还是在水中或地面，当另一个物体对它施加压力时，它必定也会反馈一个反作用力给施力对象。在这种情况下，这个物体的运动状态或静止，或加速，或减速，或均速向前。

物体在空中运动时，虽然肉眼看不到空中的物体支撑点，但由于受到空气强流动性的影响，物体的运动状态还是会和地面或水中一样。

利用动能守恒定律和牛顿的第三定律，我们可以让空中的物体加速向前运动，最有用的方法就是往物体运动的反方向，不断抛洒物质，抛出去的物质数量越多、速度越快，物体往前面冲的速度就会变得更快。

这种现象被人类用到了卫星和探测器的发射系统上，也就是我们所知的传统化学燃料推进系统。点燃化学燃料之后，它们会产生一种向后方喷射的气流，火箭正是借助了这股气流才得以升空的。

但是这种推进系统却有两个明显的缺陷，一个是想要获取足够大的推力，火箭的重量要足够大，提供的燃料量要足够多，这样一来火箭的总质量就会加重。

另一个缺陷是燃料燃烧时产生的高热气流，会受到燃烧效率、能量转化率和空气阻力等因素的制约，每秒钟能达到的最高喷射速度也只有10公里左右，想要突破这个速度非常困难，根本不能满足人类探索宇宙的需求。

离子动力系统

为了更好地探索宇宙，人类在动力系统的研究上下了一番苦功，随后成功发明了升级版动力系统——离子推进系统。

离子推进系统的原理主要是原子被电子轰击之后会变成离子，在电场力的作用之下，带电的离子会以加速度的运动状态喷出，这股喷出的力量会产生一股反作用力推动火箭，将其成功发射升空。

离子推进系统制造而成推进器体积和花盆差不多大，但离子喷出时产生的气流却很强大，比传统动力系统的10倍还要大，而且操作起来更灵活，还能节省很多燃料。

不过，这种动力系统也有一个缺陷，那就是离子在高速运动过程中，势必会和加速器内的电极板发生碰撞现象。时间一长，生成离子的效率和离子的运动速度都会受到影响，而且还会腐蚀推进器，让推进器的使用寿命变短。

比离子动力系统更强的推进系统

为了解决离子在加速运动中和电极板碰撞的这个问题，科学家们改进了推进器的结构，将离子生成区和离子加速区合并在一起，还将一个电极板改成敞口，这样一来加速状态下的离子就不会再撞到电极板。但是使用这个方法之后，推进器又出现了新的问题，那就是加速区的电子和电极板出现碰撞现象。

这个新出现问题的解决办法是：利用霍尔效应形成的磁场，将电子运动的轨迹限制在加速电场，让其和原子的碰撞变得更有方向性，加速离子最终只能从敞口中喷出。如此一来，推进器就不再会被离子腐蚀，也不会被电子碰撞。

根据动能守恒定律，喷出离子的质量越大，形成的反作用力就越大，航天器受到的推力就会越强。这样一来，和加速电子相碰撞的原子就需要满足序数足够高，半径足够大，状态稳定，不容易和其他物质出现化学反应等特点。

科学家们发现元素周期表中的惰性气体，非常符合这些要求，综合评估之后，气体氪变成了新型推进器的工质，制造出来的推进器推力是80毫牛左右。

天宫空间站为何会被如此小的推力推动？

在地面上，80毫牛的推力只能推动一张薄纸片，为什么用到空间站上面，就能让庞大的空间站升空呢？

其实衡量推进器的推力，不应该用地面的数值，而应该用比冲值。比冲值指的是单位工质下产生的推力。当推进器和被推物体的质量相等速度相同时，推进器喷出的离子数量只需要传统推进器的10%，所以霍尔推进器的比冲值极高。

使用传统推进器时，为了顺利发射火箭，需要在非常短的时间内提升火箭的速度，也就是说喷射出来的气流是爆发式的。

但霍尔推进器喷出的离子流却是持续性的，可以用到火箭发射或探测器升空上，也可以用在探测器进入外太空轨道后，方便探测器变换姿态或维持原轨道前进，所以霍尔推进器在使用上更灵活，需要的工质也少。

天宫空间站所处的轨道高度在400公里的位置，那里的大气非常稀薄，轨道衰减速度慢，要维持它的轨道高度，只需要提供一股小小的推力，所以将霍尔推进器用到空间站上是非常合适的。

目前，我国的霍尔推进器推力已经更新到1牛顿。相信在未来，我国的霍尔推进系统技术会变得更加优秀，也会为我国的航天事业带来更大的突破。