1. 化学燃烧推进

这是最常见也被人类最为掌握的技术，通过氧化剂和还原剂燃烧释放大量热量，燃烧的产物高速离开发动机，产生反推力。由于这个燃烧过程比较剧烈，且需要很重的发动机存在，一般不适合小型卫星而适用于大型航天器。生活中汽车通过燃烧汽油来驱动，就是利用了化学燃料。

所用工质：化学燃料燃烧后的产物

应用：航天飞机的轨道转移系统，国际空间站推进系统，天宫二号推进系统

2. 物理变化推进

这个过程中不会发生化学反应，通过工质的物理变化，例如液态变成气态的过程，加速离开卫星产生反推力。它的好处在于不需要发动机燃烧室，质量和体积都很小，可以提供较小且容易控制的推力。这种技术适用于任何一个卫星，也是目前应用最广的卫星推进方式。而且它不仅可以用来改变轨道，还可以通过小型推力装置控制姿态。生活中，水烧开后蒸汽将水壶盖顶起，利用的就是水的物理变化。

所用工质：高压液态气体，常态液体

应用：几乎所有卫星

例如2006年发射的新视野号（New Horizons）就携带了几十公斤液氦进行轨道和姿态控制。利用微小喷管的精细控制，新视野号的轨道机动精度极高，最后成功抵达冥王星这一距离我们最为遥远的矮行星（很不幸冥王星已经被从太阳系九大行星中除名）。

其中几个最典型的操作为：

a. 2006年3月9日，76秒内速度变化1.16m/s；

b. 2007年9月25日，937秒内速度变化2.37m/s；

c. 2010年6月30日，35.6秒内速度变化0.44m/s；

要知道新视野号的速度在15000-45000 m/s的区间，如此小的速度变化是其他推进系统无法实现的。

3. 电推进

电推进就是将工质电离后送入磁场，在磁场作用下离子以极高速度离开卫星，从而产生反推力。由于电离效率很高且工质离开的速度轻易达到几万米每秒，远远超过化学燃料工质最高几千米每秒的速度，电推进也是目前效率最高的推进方式，消耗工质少而推进效果好。

所用工质：可被电离粒子（例如氙）

应用：新一代各国卫星

虽然电推进的推力很小，目前连一牛顿都是个巨大的障碍（一牛顿仅仅能拿起一个鸡蛋而已）。但电推进是未来人类太空旅行的必备法宝，几乎可以一直工作的电推发动机可以持续给航天器加速，聚沙成塔，到最后反而成为最有效的推进方式。

（采用了电推进的GOCE卫星，甚至可以飞在距离地面仅250千米的轨道，电推可以持续克服空气阻力©European Space Agency）

我国在实践十七号卫星和实践十八号卫星上都应用了电推进技术。目前在这个领域，我国处于国际领先水平。

4. 光能推进

前文也提到了，太阳光照在卫星表面上被反弹时会产生压力，而如果合理利用，这部分压力就可以变成推力。目前国际上关于它的研究也是航天领域的热点。

所用工质：光子

应用：实验阶段

（2010年发射的日本星际风筝是目前唯一依靠太阳能作为推进系统的航天器©日本航空宇航开发局）

霍金和一些疯狂的科学家甚至提出了采用人造激光推进航天器进行星际旅行的想法。他们通过地面激光发射站组网，可以将无数个指甲大小的小型航天器加速到四分之一光速，从而拜访距离太阳最近的恒星，4.2光年外的比邻星。

（霍金提出的推进系统想象图，但目前仅仅是想法©https://www.theverge.com/）

5. 无工质推进

有个航天爱好者团队有个更疯狂的想法。他们提出了无工质推进系统的可能性，这个想法看似像永动机一样夸张：不使用任何工质，意味着不必携带多余负重，也不依赖宇宙环境，凭空产生动力。

在很多专家质疑民科的情况下，NASA还是支持了一个叫做EMdrive的无工质发动机研究项目，它通过封闭锥型腔体内的微波光子电磁跳跃来产生推力。

（发动机外形图© http://emdrive.com/）

但它目前并未获得科学界认可，给NASA的报告中，在不能排除其他因素影响的前提下，也仅仅产生了微牛顿级别的推力。虽然这个的确在理论上不能让人信服，但这个团队能开展这样的研究，也算是做了些有意义的事情吧。

（科普中国出品，中国科学院计算机网络信息中心监制，原文发表于知乎，观察者网获授权转载）