用于衛(wèi)星發(fā)射的離子發(fā)動機和離子漿推進器使用燃料氙氣,由于氙氣重量和密度很重,重量約是空氣的4.5倍重,主要用作衛(wèi)星的軌道位置保持和機動控制。在離子發(fā)動機磁腔的尾部,有一對分別帶正電荷和負電荷的金屬網(wǎng),正電荷和氨離子產(chǎn)生的強大電磁推力把缸離子高速(約100 OOOkm/h)噴射出去,并因此產(chǎn)生反沖力推動飛行器向前運動。它的推力比化學燃料發(fā)動機要小得多,全速運行時,離子發(fā)動機每消耗2500W 電能只能產(chǎn)生l/llOkgf的推力,但是它可以長時間運轉幾個月甚至幾年,結果飛行器最終獲得的速度可達化學燃料發(fā)動機所能達到的10倍。
氙氣的非冷凝性質(zhì),使離子火箭發(fā)動機幾乎可以立即起動或關機,簡化配電系統(tǒng)和絕緣器設計。氙作為推進劑有以下優(yōu)點:無污染,不與航天器表面材料產(chǎn)生化學反應。無毒、不會污染空間環(huán)境和地球生物圈。確保地面試驗人員的健康和實驗室內(nèi)外環(huán)境的凈化。氙離子火箭發(fā)動機的應用范圍已經(jīng)從早期的靜地軌道衛(wèi)星南北位置保持擴大到姿態(tài)控制、軌道機動、非推進應用作等離子體開關和行星際航行。采用氙粒子發(fā)動機,通常;一顆衛(wèi)星的氙粒子發(fā)動機是由4個值氣罐(2 : 2備份)和2個功率處理器組成,從而完成衛(wèi)星的軌道位置保持。每個氙粒子發(fā)動機每年僅消耗2.5 kg燃料,因此每年衛(wèi)星軌道保持僅需消耗5kg燃料。氙粒子可產(chǎn)生更大的推力,且由于其惰性特點,使得它既不易腐蝕,又安全。20世紀90年代中期,這一技術已開始用在各種不同的衛(wèi)星上,一般衛(wèi)星要使用60000L氙氣。