我们都知道，要想发射航天器就离不开火箭发动机。火箭发动机是喷气发动机的一种，将推进剂贮箱或运载工具内的反应物（ 推进剂 ）变成高速射流，由于牛顿第三运动定律而产生推力。
衡量发动机性能的重要指标就是单位质量的推进剂产生的冲量，即比冲。 比冲大的发动机往往是性能极佳的。
但是传统火箭发动机的比冲不高，卫星必须装上大量的燃料才能完成在轨任务。
所以科学家们发明了电推进系统，电推的比冲要高得多，至于说离子电推和霍尔电推，那比冲就更高了。
电推进系统，也称电火箭发动机，是一种不依赖化学燃烧就能产生推力的设备。
它的突出优点是不再需要使用固体或者液体燃料，省去了复杂的储罐、管道、发动机燃烧室、喷管、相应冷却机构等，能大幅减少航天器的燃料携带量。
电推的研制和应用极大地提高了人类的航天能力，比如现在的载人火星任务，推进部分只需要 SLS 火箭发射一个 40 吨级的电推深空运输器（DST），而传统方案至少需要发射 6、7 枚重型火箭。
如果电推进系统完全取代化学燃料发动机，还能极大地简化航天器设计，降低发生故障的可能。
与化学火箭相比，电火箭俱乐部的成员比较少。除我国之外，能研制并应用电火箭发动机的只有俄罗斯、美国、欧空局和日本。
电推系统靠喷出高速的带电粒子产生推力，这些粒子需要携带工质，即稀有气体“氙”。虽说供应电推使用没有问题，但关键是能提供的总冲量还是相当有限。
其中一个例子就是GOCE 卫星，它是欧洲航天局研制和发射的最先进的探测卫星之一，被认为是欧洲首颗利用高精度和高空间分辨率技术提供全球重力场模型的卫星。
它就使用了电推系统，40 千克氙让它活跃了 5 年之久，但用完这些工质它也就只能坠落了。
发现不足就得找办法解决，人类总是野心勃勃。所以，科学家们就想，既然普通电推发动机工作受到携带工质的限制，那咱就研发一个工质无限的电推！
你别说，这个“白日梦”还成真了！近日，欧空局的工程师们最近研制出了吸气式电推：并成功实现吸气式电推发动机的首次点火！这是世界首例。
吸气电推想象图
不过“关西大汉”般张着大嘴吸气的喷气发动机，和“小家碧玉”几十毫牛推力的电推也能联系到一起？这到底是咋回事呢？
吸气电推样机
虽然一般把 100 公里高度的冯卡门线定为大气层和太空的分界线，但 100 公里以上仍然有大量空气分子，高空稀薄空气的阻力也是让卫星飞船轨道衰减乃至坠落的主要原因。
吸气式电推最特别之处在于它不携带传统的氙工质，科学家给它找到了合适的家，即大气高层或者说超低轨道，让它在这工作
这样做有什么好处呢？这样的话吸气式电推便可以利用搜集到的空气分子做工质，空气分子可比稀有气体氙多多了，咱有料还怕啥！
欧空局的吸气式电推由位于意大利的 Sitael 公司研制和试验，让它在距离地面 200 公里高度飞行。
Sitael 公司的真空室能模拟 200 公里高度的真空环境，并利用粒子流发生器模拟迎面而来的高速空气分子，这台冲压电推或者说吸气式电推就在这样的环境下进行了试验。
吸气电推原理
作为冲压电推发动机，这台发动机并没有阀门或是其他复杂结构。在设计时最难突破的地方是如何研制新的进气道收集空气分子，波兰的 QuinteScience 公司解决了这个难题，设计出了进气道。
Sitael 公司研制了双级推进器，它既可以使用传统氙工质工作，这时发动机喷出蓝色的“尾焰”，设计上也可以使用空气分子。
普通电推尾焰
该公司对进气道和电推的匹配做了全面的计算机模拟，并成功将电推和进气道整合起来。
试验中发生器产生了氮氧混合的稀薄空气，吸气式电推吸入空气并喷出紫色火焰，最终获得了吸气式/冲压式电推的首次成功点火。
吸气电推尾焰
Sitael 公司进行了多次点火试验，都取得了成功。吸气式电推跳出了科幻小说和科研论文，在人们眼前完美亮相！
相信在不久的将来，吸气式电推迟就会被装上超低轨道卫星，支持各种超低轨道/临近空间的航天飞行任务。
不论是在民用还是军用领域，吸气式电推的前途都十分光明。比如，我国的快舟一号卫星轨道高度低，使用化学发动机变轨所以寿命补偿，如果能用上吸气式电推，快舟一号就能在更低的轨道上工作更久，提供更清晰的遥感卫片！
毫不夸张的说，如果这种吸气式电推将来投入使用，无论是通信、导航、遥感，还是更遥远的高超音速飞行器都将获得长足的发展，现在冷清的临近空间区域将马上热闹起来。
