基本概念

轨道机动按照机动力的不同，可以分为脉冲机动和小推力持续机动。

航天器发动机在短时间内（相对整个飞行过程时长来说，时间短到可以忽略）进行推进，可以视为瞬间改变航天器运行速度，对应的变轨方式称为脉冲变轨。

使用持续小推力机动的航天器推进动力来自飞行过程中受到的小的持续推力，如离子推进器和太阳光帆等，利用这种机动方式进行变轨称为小推力变轨。1

月球卫星小推力变轨施加同样大小的速度增量，燃料消耗量与发动机的比冲近似成反比关系。目前国际上最新电推进发动机的比冲，比常规化学推进发动机的比冲要高出数倍到10多倍。因此，采用高比冲的电推进发动机，可以大大节省燃料，对深空探测（特别是行星际探测）有着巨大的意义。美中不足的是电推进发动机的推力非常小，完成加速过程需要非常长的时间。这给利用小推力发动机变轨的转移轨道设计增加了难度。

用月球卫星的形式对月球进行科学探测，是各种月球探测方式中非常重要的一种。探测器进入月球影响球时，相对月心为一条双曲线轨道，对月探测时为一条圆轨道。

小推力变轨有自身独有的特点：时间长，推力加速度小。2

火星探测小推力变轨到目前为止，发射了火星探测器的只有美国、俄罗斯、日本和欧空局；而中国的火星探测计划尚处于起步阶段，初步提出了未来15~20 年确立以月球和火星为主的深空探测工程研究。随着嫦娥一号顺利进入环月轨道并正常开展工作，火星探测工程将提前提上日程。

燃料消耗一直是探测火星要考虑的首要问题，而小推力发动机由于其高比冲，在火星探测活动中日益受到重视。小推力发动机的另一特点是发动机产生的推力非常小，因此完成加速过程需要很长的时间，也就是说，在抵达火星前需要长时间的螺旋线运动以使探测器达到需要的速度增量。

小推力发动机的最大优点是由于其高比冲特性可以降低在低地球轨道上消耗的推进剂质量。使用小推力发动机比使用传统化学发动机进行深空探测具有很大的优势，尤其适用于主带小行星交会任务、彗星交会、远地行星探测任务。3