小型卫星凭借其低成本与高灵活性，在空间任务中展现出巨大潜力，但一直受限于缺乏能在太空真空中有效运行的紧凑、高效推进系统。传统化学火箭效率较低，超过90%的发射质量通常用于推进剂，限制了有效载荷能力并增加了任务成本。

电推进技术提供了一种替代方案，它利用电能加速带电粒子或等离子体产生推力。磁等离子体动力推进器（MPDTs）是电推进中的高性能选择，但传统MPDTs依赖笨重的铜电磁线圈，通常重达150公斤以上，功耗高达200到300千瓦，难以集成到微型航天器平台。

由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所郑金星教授领导的研究团队，开发出中国首个紧凑型高温超导磁等离子体动力推进器。该团队用YBCO超导材料取代了铜线圈，这种材料在约零下196摄氏度的液氮温度下工作。这一改进使功耗从285千瓦降至不到1千瓦，系统质量从220公斤降至60公斤，实现了更轻、更经济的卫星推进系统，并减少了对机载电源的需求。

新推进器的实验结果显示，在输入功率为12千瓦时，其比冲达到3,265秒，表明能以极低推进剂消耗提供持续推力。相比之下，典型化学火箭比冲约为300秒，超导MPDT在推进剂效率上提高了一个数量级。这种性能有助于减少航天器燃料需求和发射成本，特别适用于需要大速度变化或延长运行寿命的任务。

除了硬件演示，研究团队还建立了一个全面的解析磁流体动力学模型，将高温超导MPDT中的磁场强度、质量流量和推力性能联系起来。该模型描述了等离子体行为和电磁力在推进器通道内的协同作用，为未来设计优化提供了预测工具。

这一突破显示，未来搭载高温超导MPDTs的航天器可在显著降低推进剂质量和系统重量的情况下实现任务目标。这种能力可支持深空探索、卫星星座敏捷机动，并降低新兴空间参与者的门槛。随着高温超导材料和低温技术的成熟，紧凑型超导推进器有望成为下一代高效率空间运输架构的关键组成部分。