文献综述
摘要：随着深空探测范围的不断延伸，传统的化学推进系统发动机比冲小、燃料利用率低，为提高载荷比、延长卫星寿命和改善在轨性能，小推力推进器是未来深空探测的必然选择，目前的小推力推进技术主要包括冷气推进、电推进、核推进、太阳帆推进等。其中电推进技术无论在理论研究还是实际任务应用中都更加完善，基于电推进系统的小推力轨道优化设计方法可以大致分为直接法、间接法和混合法。本文对三种方法的应用及特点进行了综述。
关键词：深空探测；小推力；电推进；轨道优化
引言
20世纪50年代末，人类开启了深空探测的序幕，从1958年至今，全世界共开展月球探测约130余次，火星探测约40余次，对太阳系其他天体探测共计70余次[1]。通过深空探测，取得了大量科学探测和技术成果，拓展了人类对太阳系和宇宙的认识，推动了空间技术的进步。中国的深空探测起步于月球探测，按照探月工程“绕、落、回”三步走的任务规划，我国已圆满成功完成了前两步[2]，其中嫦娥四号实现了人类首次抵达月背，为了不断开拓我国深空探测的深度和广度，火星探测以及其他小行星的探测必将成为我国未来深空探测任务的重点。
深空探测任务的顺利开展离不开空间推进技术的支撑，同时，空间推进技术的快速发展也不断推动着探测领域的拓展、探测任务的多样化以及深空探测轨道优化设计理论与方法的进步和革新。随着深空探测范围的不断延伸，传统的化学推进系统发动机比冲小、燃料利用率低，而进一步的深空探测任务需要消耗大量燃料，有效载荷在起飞重量中的比重十分有限。
同传统化学推进系统相比，小推力推进系统由于比冲高，在完成同一航天任务需要的燃料更少，因此尤其在远距离航行过程中能减轻航天器的初始质量，从而增大有效载荷的质量或降低整个系统的发射成本。因此，为提高载荷比、延长卫星寿命和改善在轨性能，小推力推进器是未来深空探测的必然选择[2]。
目前的小推力推进技术主要包括冷气推进、电推进、核推进、太阳帆推进等。
小推力推进技术国内外研究现状
冷气推进
固体冷气微推力器是一种新型的推力器，其主要特点是将氮气以固体冷气推进剂的形式储存在药室中，需要时通过加热推进剂使其分解产生氮气。固体冷气微推力器主要由氮气生成器、储气室、 压力传感器、电磁阀组成，其中固体冷气推进剂储存在氮气生成器中，整个推进系统结构如图1所示。
- 固体冷气微推力器推进系统结构
固体冷气微推力器的主要特点可概括为：（a）体积小、质量轻；（b）低储存压力和泄漏率；（c）储存期可达到 10～15 年；（d）结构简单、工作过程中低压；（e）灵活性高、易于器件标准化，所设计的固体冷气微推力器所产生的推力小、精度高，约为1mN[3]，但适用于任务周期短的小卫星或大卫星的小速度增量任务[4]。
